Científicos dirigidos por la Universidad de Ciencias Aplicadas de Zurich (ZHAW) en Suiza realizaron simulaciones y mediciones con el objetivo de maximizar la producción de energía en direcciones este-oeste.Sistema fotovoltaico en la azotea.
Una de las configuraciones experimentales incluía seguimiento horizontal de un solo eje (HSAT)sistema de montaje solarcon paneles fotovoltaicos dispuestos en orientación este-oeste con una utilización de área atípicamente alta: un índice de cobertura del suelo (GCR) de más del 90%. El HSATMontaje fotovoltaicoLos ángulos se establecieron en {{0}} grados, 0 grados y 5 grados.
Los investigadores observaron que elSistema fotovoltaico en la azoteala configuración difiere de HSATMontaje fotovoltaicosistemas que normalmente se instalan en proyectos montados en el suelo y tienen GCR mucho más bajos para suprimir el sombreado automático de las filas de módulos vecinos. "En nuestro estudio, el objetivo es maximizar el rendimiento energético por superficie en un tejado plano y no el rendimiento energético específico. Por este motivo, un GCR bajo no es una opción sensata", afirman los investigadores.
la referenciasistema fotovoltaico en la azoteaEra un sistema de módulo bifacial de techo giratorio con ángulos de inclinación de 10 grados y también orientado en dirección este-oeste con un GCR de 0,9. Las mediciones de potencia se realizaron en función de los ángulos de inclinación.
Las simulaciones se realizaron en PVSyst 7.4, combinadas con mediciones físicas, incluida una configuración de medición especial con un banco de pruebas miniaturizado que está disponible en Solarc Innovative Solarprodukte GmbH, con sede en Alemania.
"Se ha demostrado sorprendentemente que el seguimiento horizontal en un rango de ángulo pequeño, en combinación con un alto aprovechamiento de la superficie, puede conducir a rendimientos adicionales del orden del 5%", afirma Hartmut Nussbaumer, jefe del grupo de investigación fotovoltaica ZHAW.
Las simulaciones y mediciones mostraron que, en comparación con el sistema de referencia, la configuración de montaje fotovoltaico HSAT propuesta puede lograr una producción de energía un 5% mayor. Además, el grupo dijo que el enfoque podría eventualmente depender de rastreadores muy simples que podrían fabricarse a bajo costo. Por ejemplo, dijo que todas las filas de módulos en un techo podrían moverse con un solo accionamiento, y señaló que investigaciones futuras podrían implicar la instalación de un sistema HSAT en un techo para pruebas en exteriores.
Otra configuración experimental involucró reflectores instalados casi verticalmente en el borde del sistema fotovoltaico. Se utilizaron reflectores motorizados que se retraían o extendían según la irradiación y las condiciones climáticas.
Los resultados iniciales mostraron que el uso de reflectores permitió aumentos de rendimiento específicos del área del 30% en los días medidos. El rendimiento energético por la mañana o por la noche aumentó "significativamente". Los investigadores también observaron que reflectores adicionales, ya sean dinámicos o estáticos, podrían mejorar la irradiancia en el campo colector y, por tanto, aumentar el rendimiento energético.
"Los principales desafíos de la investigación fueron simular y medir aumentos relativamente pequeños en el rendimiento, que cuando se combinan terminan teniendo un impacto importante en la rentabilidad de las adaptaciones del sistema", dijo Nussbaumer.
Al observar que tanto los sistemas HSAT como los reflectores en tejados planos son eficaces, los investigadores dijeron que la posibilidad de que las variantes se utilicen más ampliamente "depende de la rentabilidad".
En el futuro, los investigadores investigarán reflectores controlables dependientes del tiempo para mejorar el rendimiento energético con ajustes temporales basados en la demanda de energía específica o los precios de la electricidad que varían en el tiempo, además de estudios de costos sobre la inversión inicial y los costos de mantenimiento del sistema de seguimiento.
