Một nhóm nghiên cứu Hoa Kỳ tuyên bố đã chứng minh rằng việc tăng khoảng cách của các tấm pin mặt trời giữa các hàng sẽ cải thiện hiệu quả và tính kinh tế của hệ thống điện mặt trời bằng cách cho phép luồng không khí làm mát các mô-đun. Phương pháp này có thể cải thiện LCOE của một dự án lên tới 2,15% ở một số vùng khí hậu nhất định.
Một nhóm nghiên cứu do Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia (NREL) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ dẫn đầu đã đề xuất một cách tiếp cận mới để sử dụng truyền nhiệt liên kết để làm mát mô-đun năng lượng mặt trời trong các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn.
Mô hình của họ xem xét các yếu tố như khoảng cách hàng, chiều cao tấm pin và góc nghiêng. Nó cũng sử dụng đầu vào tỷ lệ chiều dài để mô tả đặc điểm của không gian mà qua đó không khí di chuyển xung quanh hoặc qua các mô-đun năng lượng mặt trời. Ngược lại, trong các mô hình tiêu chuẩn, chiều dài thường được sử dụng là tỷ lệ giữa kích thước mô-đun, bỏ qua cấu hình nhà máy quang điện.
Các nhà khoa học cho biết: “Đường cong truyền nhiệt đối lưu được tạo ra thông qua các mô phỏng dòng tính toán và các thí nghiệm trong đường hầm gió cho phép truyền nhiệt đối lưu cho một giá trị thang đo chiều dài sơn mô tả khoảng cách của toàn bộ mảng PV thông qua một đơn vị chiều dài duy nhất. , tuyên bố rằng việc sử dụng thang đo độ dài sơn mài dẫn đến việc sản xuất điện năng chính xác hơn 1,5%.
Phân tích kinh tế kỹ thuật của họ đã xem xét các hệ thống điện mặt trời hướng nam 1 MW đặt tại Phoenix, Arizona, với góc nghiêng cố định 30 độ so với các khoảng cách hàng khác nhau, hoặc tỷ lệ phủ sóng trên mặt đất (GCR). Chi phí thuê đất hàng năm được giả định là $ 0,054 / m2. Khoảng cách hàng của các nhà máy PV được thay đổi từ hai đến 11 mét, tương ứng với giá trị GCR là 0,73 đến 0,08.
Jordan Macknick, người đứng đầu một dự án nghiên cứu khác của NREL tập trung vào lĩnh vực điện nông cho biết: “Việc tăng khoảng cách có thể cho phép nhiều loại cây trồng và nhiều loại thiết bị nông nghiệp hơn được sử dụng trong các hệ thống nông điện. “Điều đó có thể làm cho các hệ thống năng lượng mặt trời bố trí cách biệt này tiết kiệm chi phí hơn và tương thích với nông nghiệp quy mô lớn hơn”.
Thông qua mô hình, nhóm đã xác định rằng điểm chi phí năng lượng được quy đổi tối ưu (LCOE) là $ 0,29 / kWh, với khoảng cách hàng dao động từ 4,83 đến 7,34 mét. Với khoảng cách hai mét, LCOE là 0,33 đô la / kWh và với 11 mét là 0,36 đô la / kWh.
Nhóm nhận thấy rằng những cải thiện LCOE lớn nhất đã được ghi nhận ở những vùng khí hậu có nhiệt độ môi trường trung bình hàng năm thấp và tốc độ gió trung bình hàng năm từ trung bình đến cao trên khắp Hoa Kỳ. Họ đã trình bày mô hình trong nghiên cứu “Phân tích kinh tế công nghệ của việc thay đổi mảng PV làm mát đối lưu thông qua thay đổi khoảng cách mảng ”, được công bố gần đây trên Tạp chí Quang điện của IEEE.
Các đề xuất gần đây khác về việc sử dụng làm mát mô-đun năng lượng mặt trời đối lưu bao gồm đóng gói các tấm PV ở gần nhau và tính đến hướng gió và độ nghiêng của mô-đun.
Nguồn: Tạp chí PV
