Zinātnieki no Zviedrijas ir izstrādājuši jaunu modeli optimāliem PV uzstādīšanas leņķiem aukstos augstos platuma grādos. Modelis izmanto laikapstākļu lielos datus, kā arī ņem vērā sniega radīto caurlaidības izmaiņu ietekmi, kas tiek aprēķināta, ņemot vērā sniega dziļumu, kā arī tā kušanas ātrumu.
"Sniega izraisīti zaudējumi zemā/vidējā platuma grādos var būt neliela daļa," sacīja pētnieki. "Tomēr apgabalos augstu platuma grādos, kur ziemas sezonas parasti ir garas, sniega ietekmei ir svarīga loma, tāpēc sniega efektu izslēgšana būtiski ietekmētu rezultātu ticamību."
Jaunā metode apvieno optimālu PV uzstādīšanas leņķa modeli, lai maksimāli palielinātu PV enerģijas ražošanu ar vienkāršotu sniega-PV ienesīguma modeli (SPYM). PV leņķa modelis tiek izpildīts ar leņķiem no 0 grādiem līdz 90 grādiem ar 0.1- grādu intervāliem, atrodot optimālo pozīciju, pamatojoties uz kopējo globālo saules starojumu PV sistēmā, ko dod tiešās, difūzās un atstarošanas apstarošanas summa.
Pielāgotā apstarošana tiek iegūta no SPYM modeļa, kura pamatā ir sniega dziļums, gaisa temperatūra un apstarošana. Temperatūra var paredzēt, vai sniegs uz paneļa kūst vai pārklāj moduli, sniega dziļums nosaka tā caurlaidību.
"Šī sniega zuduma koeficienta aprēķins attiecas uz Peroviča caurlaidības modeli," sacīja akadēmiķi. "Kad sniega biezums palielinās no 0 līdz 2 cm, caurlaidība strauji samazinās no 1 līdz 0.1. Pēc tam samazinājums kļūst vienmērīgāks un vērtība sasniedz 0.{{9} }1, kad sniega biezums palielinās līdz 12 cm. Ja sniega biezums ir biezāks par 12 cm, tiek pieņemts, ka vērtība ir 0."
PV paaudzes samazināšanās sniega dēļ
Attēls: Lietišķā enerģija, KTH Royal Institute of Technology, CC BY 4.0 DEED
Pēc modeļa izstrādes zinātnieki kā ievadi izmantoja Solcast vēsturiskos meteoroloģiskos datus par 2012-2021 Zviedrijas pilsētā Hammarby Sjöstad. Optimālie aprēķini tika veikti vienam gadam, pieciem gadiem un desmit gadiem. Savā gadījuma izpētē viņi pieņēma PV moduļus ar 19,2% efektivitāti un 430 MW jaudu.
Pēc tam viņi salīdzināja un izmantoja savu jauno modeli trīs scenārijiem. Pirmais gadījums bija bāzes gadījums bez sniega apstākļiem, ņemot vērā tikai vēsturiskos apstarošanas un temperatūras datus. Otrajā scenārijā sniega ietekme tika aprēķināta, pieņemot, ka tas nokūst pēc 12 stundām. Pēdējais scenārijs paredzēja izvešanas līdzekļus, kas saīsināja sniega izvešanas laiku līdz vienai stundai. Visi rezultāti tika salīdzināti ar komerciālo izolācijas leņķi 15 grādiem un ģeometrisko leņķi Zviedrijai, 40,7 grādi.
"PV sistēma ar gada optimālo leņķi pārspēj sistēmu ar komerciālo leņķi, kā rezultātā elektroenerģijas ražošana palielinās par aptuveni 4,8%," norādīja pētnieku grupa. "Optimālais PV uzstādīšanas leņķis, ņemot vērā sniega apstākļus, samazinās, starpība katru gadu ir atkarīga no vietējiem laikapstākļiem, sasniedzot līdz 7,8 grādiem."
Turklāt zinātniskā grupa atklāja, ka sniega apstākļi pazemināja elektroenerģijas ražošanas apstākļus par 14,7%. Viņi arī atklāja, ka noņemšanas līdzekļu lietošana var uzlabot PV veiktspēju par 0,1%–2,3%.
Viņu atklājumi tika prezentēti "Jauns optimāls PV uzstādīšanas leņķa modelis augstu platuma grādos aukstos reģionos, pamatojoties uz vēsturiskiem lielajiem laikapstākļu datiem”, publicētsLietišķā enerģija.Pētījumu veica akadēmiķi no Zviedrijas KTH Karaliskā Tehnoloģiju institūta un Zviedrijas Meteoroloģijas un hidroloģijas institūta.
