Ολοκληρωμένη επισκόπηση άνω των 300 έργων δημοσιευμένης βιβλιογραφίας από το 2013 έως το 2022 (pv-magazine)
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα συνέταξε και ανασκόπησε δημοσιευμένη βιβλιογραφία για πλωτά ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα (FPV) από το 2013-2022 και πώς συγκρίνονται αυτά με βάση το νερό με τα αντίστοιχα που βασίζονται στην ξηρά.
Στην έρευνα επισημαίνονται τα οφέλη και οι προκλήσεις της τεχνολογίας, καθώς και τα κενά που πρέπει να καλυφθούν με μελλοντικές μελέτες.
Το έγγραφο συνοψίζει τα σημαντικά ευρήματα ενός ευρέος φάσματος μελετών για συστήματα FPV και παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της τελευταίας τεχνολογίας της τεχνολογίας, των πλεονεκτημάτων και των προκλήσεών της και υπογραμμίζει τα ερευνητικά κενά.
Σχετικά με την έρευνα
Τα αποτελέσματα της ανασκόπησης είναι διαθέσιμα στη μελέτη «Προς βιώσιμη παραγωγή ενέργειας: Πρόσφατες εξελίξεις στις πλωτές φωτοβολταϊκές τεχνολογίες – ScienceDirect», η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Renewable and Sustainable Energy Reviews.
Την ομάδα αποτελούν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Curtin της Μαλαισίας και το Ενεργειακό Ινστιτούτο της Ινδίας Bangalore και Assam Energy Institute.
Ο Ramanan Chidambaram Jayaraj (αντίστοιχος συντάκτης της μελέτης), είπε στο περιοδικό pv ότι η ομάδα εξέτασε περισσότερα από 300 άρθρα, καθώς και διπλώματα ευρεσιτεχνίας, ιστότοπους της βιομηχανίας και αναφορές.
Οι ερευνητές χάραξαν το κέρδος ενέργειας σε FPV σε σχέση με το LPV για 19 διαφορετικές αναφορές που εξετάζουν τεχνολογίες FPV που κυμαίνονται σε μέγεθος και γωνία κλίσης, καθώς και το κέρδος απόδοσης για 10 διαφορετικές αναφορές.
Εκτός έκθεσης τα βυθισμένα Φ/Β
Για αυτήν την έκθεση, η ομάδα απέκλεισε από τις μελέτες ανασκόπησης που διερεύνησαν τα βυθισμένα και μερικώς βυθισμένα φωτοβολταϊκά (Φ/Β) καθώς και συστήματα που ήταν σε επαφή με νερό για ψύξη.
«Με το 70% του κόσμου να καλύπτεται από νερό, η έρευνα και η ανάπτυξη του FPV σε ωκεάνιες πλατφόρμες ανοίγει μια νέα εποχή ηλιακής ενέργειας με την ανάπτυξη ισχυρών πλωτών κατασκευών.
Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι ωκεανοί δεν είναι απαραιτήτως ήρεμοι και τα σκληρά ωκεάνια ρεύματα μπορεί να θέτουν σοβαρές προκλήσεις στις δομές FPV.
Ως εκ τούτου, οι προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος είναι ζωτικής σημασίας», τόνισαν οι επιστήμονες.
Αίτια αύξησης παραγωγής και ενεργειακής απόδοσης για τα FPV
Οι ερευνητές σημείωσαν ότι τα αποτελέσματα των μελετών που εξετάστηκαν υποδηλώνουν ότι η αυξημένη ικανότητα παραγωγής ενέργειας από τα FPV μπορεί ενδεχομένως να οδηγήσει σε μείωση έως και 85% στο ισοπεδωμένο κόστος ενέργειας (LCOE) σε σύγκριση με τα επίγεια φωτοβολταϊκά συστήματα (LPV) ακόμη και παρά την υψηλότερη αρχική επένδυση κεφαλαίου.
Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τη βιβλιογραφία έδειξαν πιθανή αύξηση της ενεργειακής απόδοσης έως και 35,9% για τα FPV σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα.
Υπογραμμίζουν αρκετούς παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα επίτευξης αυτής της μέγιστης απόδοσης, όπως το επίπεδο ακτινοβολίας, η γωνία κλίσης, η θερμοκρασία και το αποτέλεσμα ψύξης, μεταξύ άλλων.
Η ομάδα παρατήρησε επίσης ένα εύρος μεταξύ 0,1% και 4,45% για το κέρδος απόδοσης των FPV έναντι των LPV, καθώς και βελτιώσεις από 2,4% έως 3,3% για τα FPV που χρησιμοποιούν τεχνολογία παρακολούθησης.
Επιπλέον, οι αναθεωρημένες μελέτες έδειξαν ότι διπλοπρόσωποι πλωτοί ηλιακοί συλλέκτες που χρησιμοποιούν επίσης εφέ παρακολούθησης και ψύξης διπλού άξονα θα μπορούσαν να επιτύχουν κέρδη από 42,5% έως 47,5%.
«Με βάση τη συνολική ανασκόπηση που εκτείνεται από το 2013 έως το 2022, έχει αποδειχθεί με συνέπεια ότι τα πλωτά φωτοβολταϊκά συστήματα υπερτερούν των συμβατικών ηλιακών ξηράς υπό ομοιογενείς συνθήκες», κατέληξαν.
Λόγοι της αποτελεσματικότητας του ανέμου στην ψύξη των πάνελ
Επιπλέον, τόνισαν ότι το FPV που είναι ενσωματωμένο με φράγματα υδροηλεκτρικής ενέργειας «όχι μόνο μεγιστοποιεί την παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά και αξιοποιεί τις υπάρχουσες υποδομές, φέρνοντας ενδεχομένως επανάσταση στο ενεργειακό τοπίο».
Η μελέτη περιελάμβανε μια συζήτηση των προκλήσεων που αντιμετωπίζουν τα συστήματα FPV, σημειώνοντας ότι παράγοντες όπως το ποικίλο υψόμετρο της γης στη διαδρομή των πάνελ (καθώς και οι βράχοι, το γρασίδι και άλλα πάνελ) μπορούν να επηρεάσουν την αποτελεσματικότητα του ανέμου στην ψύξη των πάνελ.
Αναφέρει μια περίπτωση όπου η θερμοκρασία ενός FPV ήταν υψηλότερη από αυτή ενός συστήματος ταράτσας κατά τις ώρες αιχμής του ήλιου, τονίζοντας ότι η απόδοση «εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό» από τη θέση του συστήματος.
Ο ρόλος του λογισμικού
Η ομάδα εξήγησε ότι ορισμένοι περιορισμοί προέκυψαν από τις αναλύσεις που εξετάστηκαν στη μελέτη.
«Οι υπάρχουσες τεχνοοικονομικές αναλύσεις και προβλέψεις για την απόδοση του FPV συχνά βασίζονται σε εργαλεία λογισμικού, τα οποία προσφέρουν πλεονεκτήματα όσον αφορά το κόστος, τον χρόνο και την αποδοτικότητα των πόρων σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους έρευνας.
Ωστόσο, αυτά τα εργαλεία λογισμικού συχνά απαιτούν σημαντικές τροποποιήσεις στις διεπαφές χρήστη τους για να ανταποκρίνονται επαρκώς στα μοναδικά χαρακτηριστικά και απαιτήσεις των συστημάτων FPV.
Επιπλέον, ορισμένες μελέτες έχουν βρει ότι ακόμη και το αξιόπιστο λογισμικό ηλιακών φωτοβολταϊκών μπορεί να μην είναι πλήρως ικανό να προβλέψει με ακρίβεια την απόδοση των συστημάτων FPV», ανέφερε.
Οι ερευνητές τόνισαν ότι «υπάρχει πιεστική ανάγκη για περαιτέρω ανάπτυξη λογισμικού αφιερωμένου στην αριθμητική μοντελοποίηση και πρόβλεψη ειδικά προσαρμοσμένη για εφαρμογές FPV.
Αυτή η εξέλιξη θα επέτρεπε πιο ακριβείς και αξιόπιστες αξιολογήσεις της απόδοσης του FPV, συμβάλλοντας στην πρόοδο και την ευρεία υιοθέτηση της τεχνολογίας στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας».
www.worldenergynews.gr
