Τα κατακόρυφα Φ/Β διπλής όψης υπερτερούν των κεκλιμένων φωτοβολταϊκών συστημάτων στο Ηνωμένο Βασίλειο

Τα κάθετα φωτοβολταϊκά συστήματα δύο όψεων στον τελευταίο όροφο μπορούν να ξεπεράσουν τα συμβατικά κεκλιμένα φωτοβολταϊκά συστήματα μονοπρόσωπης στέγης σε όλες τις εποχές στο Ηνωμένο Βασίλειο, σύμφωνα με μια μελέτη διάρκειας ενός έτους-.

Έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Γιορκ πραγματοποίησε την πρώτη εμπειρική αξιολόγηση ενός κατακόρυφου φωτοβολταϊκού συστήματος δύο όψεων στον τελευταίο όροφο που ανήκει σε Νορβηγούς-ειδικούς ειδικούς σε κάθετα ηλιακά κεντρικά γραφεία Over Easy Solar σε βρετανικό κλίμα. Τα πλήρη ευρήματα παρουσιάζονται στην εργασία «Comprehensive study of the efficiency of vertical bifacial photovoltaic systems: a UK case study», που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Scientific Reports.

Η μελέτη αξιολόγησε την απόδοση του κατακόρυφου διπλού φωτοβολταϊκού συστήματος της Over Easy Solar που είναι εγκατεστημένο στην ταράτσα του πύργου φυσικής του πανεπιστημίου. Περιλαμβάνει κυψέλες ετεροσύνδεσης απόδοσης 22,5% και χρησιμοποιεί λευκό χαλίκι για να αναπηδήσει το φως στην πίσω πλευρά του συστήματος, κάτι που οι παραδοσιακές ρυθμίσεις πάνελ δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν.

Το σύστημα παρακολουθήθηκε σε έναν πλήρη ετήσιο κύκλο το 2023 και συγκρίθηκε με ένα κάθετα-μονοπρόσωπο φωτοβολταϊκό σύστημα μονοκρυσταλλικού πυριτίου και ένα παραδοσιακό μονοπρόσωπο φωτοβολταϊκό σύστημα με κλίση. Το σύστημα Over Easy Solar έδειξε 26,91% υψηλότερη απόδοση από το σύστημα με κλίση κατά τις πρωινές ώρες μεταξύ 05:30 και 09:00 και 22,8% υψηλότερη έξοδο τις ώρες μεταξύ 17:00 και 20:30.

Ο Keelin Currivan, σύμβουλος λύσεων διεθνών πελατών στην Over Easy Solar, εξήγησε στο περιοδικό pv πώς αυτά τα αποτελέσματα αναδεικνύουν το πλεονέκτημα διπλής κορυφής που προσφέρει η κάθετη διπρόσωπη φωτοβολταϊκή φωτοβολταϊκή μονάδα.

«Ενώ τα παραδοσιακά κεκλιμένα πάνελ παλεύουν με τον μεσημεριανό κορεσμό, κορυφώνονται όταν το πλέγμα είναι συχνά γεμάτο και οι τιμές είναι χαμηλές, το σύστημα κάθετης διπλής όψης μετατοπίζει την παραγωγή όταν χρειάζεται περισσότερο», είπε ο Currivan. Πρόσθεσε ότι αυτές οι κορυφές ευθυγραμμίζονται με τις αιχμές των κατοικιών που προκαλούνται από τη ζήτηση για θέρμανση, μαγείρεμα και ηλεκτρικά οχήματα, μειώνοντας με τη σειρά της την ανάγκη για αποθήκευση μπαταριών και μετριάζοντας τη συμφόρηση του δικτύου.

Over Easy Solar, το κατακόρυφο διπλό φωτοβολταϊκό σύστημα της Easy Solar ξεπέρασε τις επιδόσεις και των δύο άλλων συστημάτων δοκιμών στις τέσσερις εποχές. Είχε συγκριτικό κέρδος 14,77% στο παραδοσιακό σύστημα κλίσης το καλοκαίρι, αυξημένο σε 19,32% την άνοιξη, 20,27% το φθινόπωρο και 24,52% το χειμώνα.

"Ο κατακόρυφος προσανατολισμός είναι η ανώτερη γεωμετρία για τα κλίματα του Ηνωμένου Βασιλείου και της Ιρλανδίας, επειδή είναι βελτιστοποιημένος για χαμηλή-γωνία χειμερινού ήλιου και διάχυτο φως", εξήγησε ο Currivan. "Ακόμη και σε σχέση με ένα κατακόρυφο μονοπρόσωπο σύστημα, η έκδοση διπλής όψης κερδίζει επιπλέον 12,45% το χειμώνα, αποδεικνύοντας ότι η σύλληψη της οπίσθιας-πλευρικής ανάκλασης είναι κρίσιμη."

Σε μια ημέρα ιδιαίτερα υψηλής απόδοσης, στις 7 Μαΐου, το σύστημα Over Easy Solar παρήγαγε 4,92 kWh, περίπου 25,38% περισσότερη ενέργεια από το σύστημα με κλίση κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι συγγραφείς της ερευνητικής εργασίας, που βασίζεται στο Πανεπιστήμιο του Γιορκ, προσθέτουν ότι τα ευρήματά τους «υπογραμμίζουν την απαράμιλλη ικανότητα του κατακόρυφου διπρόσωπου φωτοβολταϊκού συστήματος να αξιοποιεί αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια, ανεξάρτητα από τις εποχιακές διακυμάνσεις».

«Ο σχεδιασμός του όχι μόνο μεγιστοποιεί τη χρήση γης αλλά και ενσωματώνεται άψογα με τα σύγχρονα αρχιτεκτονικά τοπία, προσθέτοντας αισθητική αξία στα λειτουργικά του οφέλη», αναφέρει το συμπέρασμά τους. «Η τεχνολογία διπλής όψης του συστήματος, ικανή να συλλαμβάνει την ηλιακή ακτινοβολία και από τις δύο πλευρές, ενισχύει σημαντικά την ενεργειακή του απόδοση, καθιστώντας το μια ισχυρή λύση για περιοχές με μεταβλητή έκθεση στον ήλιο και ανακλαστικά περιβάλλοντα».

Ο Currivan πρόσθεσε ότι η υψηλότερη απόδοση σε μήνες με υψηλές τιμές- οδηγεί επίσης σε ταχύτερη περίοδο απόσβεσης παρά το υψηλότερο αρχικό κόστος. Εκτίμησε το αρχικό κόστος ενός κατακόρυφου διπλού φωτοβολταϊκού συστήματος σε 1.200 GBP (1.630 $)/kW, σε σύγκριση με 900 GBP/kW για ένα παραδοσιακό σύστημα. «Η αυξημένη απόδοση έχει ως αποτέλεσμα μια εκτιμώμενη ετήσια εξοικονόμηση 1.221,13 GBP ανά 1.500 kWh βάσης στο Ηνωμένο Βασίλειο, με βάση την τιμολόγηση 0,28 GBP/kWh», εξήγησε ο Currivan.

Το κατακόρυφο διπρόσωπο σύστημα της Over Easy Solar υποβλήθηκε επίσης σε προσομοιώσεις υπολογιστικής δυναμικής ρευστών κατά τη διάρκεια της δοκιμής. Το σύστημα διατήρησε αμελητέες δυνάμεις ανύψωσης σε ταχύτητες ανέμου περίπου 98 kmh, κάτι που ο Currivan είπε ότι είναι ένα κρίσιμο δομικό πλεονέκτημα για παράκτιες περιοχές με υψηλό-άνεμο σε ολόκληρο το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ιρλανδία.

Ο Currivan είπε στο pv περιοδικό Over Easy Solar ότι χρησιμοποιεί τα ευρήματα της έρευνας για να προωθήσει την επέκταση στις αγορές του Ηνωμένου Βασιλείου και της Ιρλανδίας. «Με εξέπληξε πόσο εφαρμόσιμα είναι αυτά τα συστήματα στις αγορές του Ηνωμένου Βασιλείου και της Ιρλανδίας», είπε. «Στη Νορβηγία και τα ψυχρότερα κλίματα, αυτά τα συστήματα είναι τα μόνα βιώσιμα λόγω της ποσότητας του χιονιού, αλλά ακόμα και σε αυτό το κλίμα χτυπά πολλά βασικά σημεία, από εποχιακά κέρδη μέχρι τον μετριασμό των προβλημάτων του δικτύου μέχρι τη διπλή αιχμή».

Νωρίτερα αυτό το μήνα, η Over Easy Solar εγκατέστησε την πρώτη της κάθετη ηλιακή εγκατάσταση στον τελευταίο όροφο στην αγορά των ΗΠΑ. Μια προηγούμενη ανάλυση μελέτης περίπτωσης από την εταιρεία βρήκε ότι τα κάθετα πάνελ ταράτσας είναι ικανά να ξεπεράσουν τα συμβατικά συστήματα ταράτσας κατά τους χιονισμένους μήνες.