Studie: Cenově nejvýhodnější jsou oboustranné solární panely s technologií sledování pohybu Slunce
Technologie solárních panelů v posledních několika desetiletích učinila významný pokrok a s rostoucí globální poptávkou se podařilo jejich cenu výrazně snížit. Vědci však stále hledají způsoby, jak dále snížit náklady na výrobu elektřiny pomocí fotovoltaických elektráren. Přestože se v současné době zdaleka nejedná o nejrozšířenější typ, podle nové studie je cenově nejefektivnější využití oboustranných solárních panelů v kombinaci se systém sledování pohybu Slunce, který v průběhu dne mění jejich náklon.
Vědci neustále hledají způsoby, jak snížit cenu elektřiny vyráběné solárními elektrárnami. Jedním z běžných přístupů je zvyšování jejich účinnosti, což umožňuje dosáhnout vyšší výroby ze stejné plochy. Existují však i další způsoby, a to například využití oboustranných panelů či systémů, které sledují pohyb Slunce. Nová studie však ukazuje, že ekonomicky nejvýhodnější je ve větší oblastí světa využití kombinace právě zmiňovaných technologií.
Přestože jsou oboustranné solární panely kombinované se systémem sledování pohybu Slunce v jedné ose dražší než běžné fixní jednostranné panely, vyšší investice se dle vědců vyplatí. Tyto systémy dle nich totiž v průměru vyrobí o 35 % elektřiny více, přičemž jednotkové náklady na výrobu sníží průměrně o 16 %.
„Výsledky jsou stabilní, i když započítáme změny v počasí a v cenách solárních panelů a dalších komponentů fotovoltaického systému napříč relativně širokým spektrem. To znamená, že investice do bifaciálních panelů a systémů sledování by měla být v dohledné budoucnosti sázkou na jistotu,“ říká Carlos Rodríguez-Gallegos, výzkumný pracovník Institutu pro výzkum solární energie v Singapuru.
Pro svou studii vědci využili data NASA o objemu slunečního záření, které každý den dopadá na zemský povrch. Dále tato data upravili o vliv pozice Slunce na množství záření, které panel dokáže zachytit na základě jeho orientace. Tato data využili k výpočtu průměrných nákladů na výrobu elektřiny napříč celou životností fotovoltaické elektrárny, přičemž se zaměřili spíše na velké fotovoltaické farmy, které dosahují nižší průměrných nákladů než střešní instalace.
Svůj model následně prověřili s využitím naměřených dat z několika experimentálních zařízení a za pomocí dalších parametrů o počasí provedli globální analýzu. Model podle vědců ukázal, že na většině míst světa je cenově nejvýhodnější právě využití oboustranných panelů se systémem, který mění jejich náklon na základě pohybu Slunce na obloze. V případě oblastí blízko pólů jsou nicméně účinnější systémy, které sledují pohyb Slunce ve dvou osách. Přesto však Rodríguez-Gallegos neočekává, že by se nyní tyto systémy rapidně rošířily.
„Fotovoltaický trh je tradičně konzervativní. Stále více a více faktů naznačuje, že bifaciální panely a technologie sledování jsou spolehlivé a stále více se uplatňují. Změny ale stále potřebují čas a čas ukáže, jestli jsou výhody, které pozorujeme, dostatečně atraktivní pro dodavatele, aby na ně přešli,“ dodává Rodríguez-Gallegos.
Mohlo by vás zajímat:
Můžete objasnit kinematiku: oboustranný panel se sledováním slunce? Stačilo by jen sledování, ne?
Pane Vinkler, je to velmi jednoduché, stačí když kliknete na odkaz a dostanete se na Sciencedaily (odkud je topřevzaté) a dole pak klikněte přímo na odkaz, na časopis Joule. Je to velmi dlouhý vědecký článek s velmi pěknými názornými obrázky.
Jinak jednoduše (už jsem o tom zde dříve psal jako o novém trendu: bifacial panels= (berou světlo z obou stran panelu, z té čelní světlo přímé, z té druhé, zadní světlo rozptýlené, odražené, nejen v zimě ze sněhu ale i v létě z povrchu-tráva, bílé kamenivo, bílý nátěr rovné střechy, ..) a panely jsou otočné podle osy sever-jih a nejdříve jsou natočeny k východu slunce, pak se okolo té osy pootáčejí a koncem dne jsou otočeny na západ.
Čili velmi jednoduché pomalé otáčení, bohužel na začátek článku zde dali špatný obrázek komplikovaného systému co sleduje slunce natáčením v obou osách (dual axis tracker).
Když vidíte u nás FVE, kde panely jsou v dlouhých řadách ve směru východ-západ, natočené pod optimálním úhlem na jih, k polednímu slunci (tedy výrazné maximum dodávaného výkonu v pravé poledne)
Naproti tomu toto "nové" uspořádání (horizontal single-axis tracker) dává skoro celý den stejný výkon, je tedy lepší z hlediska distribuční sítě (není polední maximum) a vzhledem k zachycení i rozptýleného světla dá i více elektřiny za den (přičemž náklady na tento systém jsou jen nepatrně vyšší).
Zajímavá je "česká stopa" (resp moravská, vlastně brněnská) protože jeden z prvých co si povšiml této možnosti pro fotovoltaiku (bifaciální=oboustranné panely) byl syn našich emigrantů pracující na Universitě v Konstanci (Kostnici), je tam šéfem výzkumného centra a kdysi (už jsem o tom tady taky psal) si všiml, že panely které neměly zadní odraznou folii a braly také i odražené světlo rozptýlené po odrazu od země, dávaly v zimě, když napadl sníh, téměř dvojnásobný výkon.
Kdysi kuriozita, nyní nový trend. Pokrok nezastavíš.
Poznamka pro redakci: ten obrazek v uvodu je spatne, jsou na nem obycejne jednostranne panely s dual-axis trackerem.
Bi-facial panely se vetsinou umistuji pouze na single-axis trackery.
Takto natáčené FV panely s natáčením v jedné i dvou osách se zkoušely už v začátcích FV, někdy před 15-20 lety. Mělo to ten význam, že panely byly velmi drahé a tedy bylo racionální je maximálně využít = mít je stále kolmo ke slunečnímu záření.
Mělo to ovšem také nevýhody: časté závady, kdy panely zůstaly natočeny v nevhodném úhlu, podobně za většího větru je bylo nutno zafixovat, vyšší investiční náklady a na údržbu, část vyrobené EE hned spotřebovalo natáčení.
S poklesem cen panelů pak začalo natáčení ztrácet smysl. Bylo jednodušší a levnější nepřesné natočení kompenzovat větší plochou panelů.
Mimochodem velmi podobného výsledku na denní průběh výroby, jako natáčením lze dosáhnout kombinací pevného natočení části FVE na JV a části na JZ.
Natáčení podle svislé osy sice křivku výroby zploští, ale i tak Vám slunce nevyjde dříve a nezapadne později a ráno a večer bude výroba nižší, kvůli malé výšce slunce nad obzorem.
Bobe: ad "podobného výsledku na denní průběh výroby, jako natáčením lze dosáhnout kombinací pevného natočení části FVE na JV a části na JZ."
Ano, to se též dělá, když to dáváte na střechu domu s pevným sklonem. Ale když máte střechu třeba tovární haly rovnou, nebo velkou plochu pro velkou FVE, tak je finančně i z hlediska denního rozložení dělat to, co v Singapuru spočítali (z hlediska fyziky i ekonomiky). Potřebujete méně panelů na stejný výkon.
A další výhoda (tak 6-30% navíc, podle albeda plochy na níž jsou panely), vám dá ta bifacilita (sběr ozáření z obou stran).
Dřív bylo zhruba pravidlo: tam kde je slunce typicky bez mraků, tracking je výhodný, jinde ne. Bifaciální panely sbírající současně přímé a z obou stran i rozptýlené světlo změnily pravidla hra a pravidla optimalizace.
Bifaciální panely dávají nyní i 500W a více, srovnejte to s kdysi 200 W panely. To snižuje "balance of system cost" FVE.
Přečtěte si ten vědecký článek v Joule.
Mícháte dvě věci: bifaciální panely, k tomu jsem se nevyjadřoval.
Já psal jen o natáčení.
A zapomněl jsem napsat největší nevýhodu natáčení:
Při natáčení musíte dát mezi panely daleko větší rozestupy = dáte jich méně na stejnou plochu. Takže to podstatně snižuje výhodu natáčení.
A samozřejmě i na rovné střeše můžete část panelů natočit na JV a část na JZ. Pokud máte levné panely, bude to výhodnější, než drahé a nespolehlivé natáčení. Je to ověřeno už dávno.
Nesmíte pane Vaněček číst jen PR materiály FV loby.
Bobe, já jsem ještě z té staré školy, my jsme měli na gymplu deskriptivní geometrii, to Vy asi neznáte.
Chápu správně, že je to tak výhodné, že solární elektrárny už nebudou potřebovat žádné dotace, či je to zas trošku jinak?
Chápete to naprosto správně. Podívejte se na tento článek. https://www.pv-magazine.com/2020/06/03/israel-wants-another-15-gw-of-solar-by-2030/
Pokud i země Izrael investuje do fotovoltaiky, znamená to, že to nepochybně nejlevnější zdroj energie. Víte Kohn :)
V podnebních podmínkách Izraele se to dá, celkem logicky, očekávat Roubíček.
Aj v noci se to natáčí, že pane Roubíček
Nejen podnebí, ale i poloha. Pro kombinaci moře + nedostatek sladké vody se akumulace odsolené vody přímo nabízí.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se