Az Egyesült Államok Sandia National Laboratories intézetének kutatói a napelemes rendszerekre került jelentős mennyiségű hó hatásainak számszerűsítésén dolgoznak, illetve olyan költséghatékony stratégiákon, amelyek mérsékelnék az energiaveszteségeket, valamint a hó és a jég által okozott megbízhatósági problémákat.
Napelemes rendszer napkövető szerkezete Vermontban. A Sandia megvizsgálta a kéttengelyes napkövetőkön elhelyezett kétoldalas modulok teljesítményét, évente öt-hat hónapig tartó hóval fedettséget jelentő hasonló körülmények között.
Kép: All Earth Renewables
A napenergia lassan de biztosan hódít meg területeket az Egyenlítőtől távolodó irányban.
Míg a műszaki fejlesztések és a növekvő elfogadottság lett a motorja a napenergia hidegebb éghajlatú területek felé húzódásának, a napelemek ilyen körülmények között történő üzemeltetése továbbra is számos kihívást rejt. Ezek egyike a havazás kezelése: a panelek tisztán tartása és a napfény elnyelési képesség megőrzése, valamint annak biztosítsa, hogy a hó tömege nem idézzen elő tartós károsodást és számos más problémát.
Mivel a havas területek új területet jelentenek a napenergia számára, kevés adat áll az üzemeltetők rendelkezésére a döntések meghozatalához. Ezt próbálja meg orvosolni a nukleáris fegyverek ágazatban működő Sandia National Laboratories a Hó mint a fotovoltaikus teljesítmény és megbízhatóság tényezője (Factor in Photovoltaic Performance and Reliability) elnevezésű projekt, amely megkísérli számszerűsíteni a hó napelemes rendszerekre gyakorolt hatását négy egyesült államokbeli helyszínen folyó kutatás révén.
Kép: Green Sun Rising
A pv magazine 2020 februári száma részletesen górcső alá veszi a napelemek számának növekedését az északi földrajzi szélességeknél, Európa északi nemzeteinél és a Kanada kanadai sarkvidéken.
Kihívás és lehetőség
A projekthez készített feljegyzések részeként megírt dokumentum megjegyzi, hogy a rendkívül magas fényvisszaverődésnek köszönhetően a hó lehetőséget és kihívást is jelent a napelemek számára, különösen a kétoldalas modulokból álló rendszereknél. A Kétoldalas fotovoltaikus modulok teljesítménye kéttengelyes napkövetőkön elhelyezett kétoldalas modulok esetében, nagy tengerszint feletti magassággal és magas fényvisszaverődéssel leírható környezetben (Performance of Bifacial Photovoltaic Modules on a Dual-Axis Tracker in a High-Latitude, High-Albedo Environment) című tanulmányt a Proceedings of the IEEE PVSC-46 konferencián tették közzé, és a tanulmány a kísérleti – kéttengelyes napkövetőkön elhelyezett kétoldalas modulokból álló – Vermontban található rendszerből két év alatt gyűjtött teljesítményre vonatkozó adatokat vizsgálja.
Az adatok azt mutatják, hogy a kétoldalas modulok 14%-kal több energiát termeltek, mint az egyoldalas modulok, mindezt a kéttengelyes elrendezésnek köszönhető 35-40%-os növekedésen felül. A téli csúcsidőszakban a kétoldalas modulok 40%-kal jobban teljesítettek, mint az egyoldalas panelek. Az eredmények 41%-os emelkedést mutattak a kétoldalas-kéttengelyes napkövető egységek energiahozamának tekintetében a kétoldalas, döntött állású, de rögzített szerelvényekkel ellátott változatokhoz képest.
A tanulmány jelentős hozamnövekedést mutatott ki a kéttengelyes napkövetőnek köszönhetően is, mivel északi földrajzi szélesség esetén a nap beesési szöge alacsony. A napkövetőkről azonban azt tartják, hogy a legtöbb esetben túl költségesek, és az elemzés nem vette figyelembe a gazdasági tényezőket.
Arról is említést tesz a dokumentum, hogy a régióra jellemző alacsonyabb hőmérséklet növelte a rendszer üzemi hatékonyságát. A hőmérséklet enyhe emelkedése – a hátsó oldal besugárzott felületi teljesítményének, a magasabb dőlésszögnek és a keret nélküli moduloknak köszönhetően – segítette a hó lecsúszását.
„Munkánk arra világított rá, hogy eddig alulértékeltük a kétoldalas, kéttengelyű modulokból álló rendszerek alkalmazásának előnyeit a Föld olyan régióiban, ahol télen nagy mennyiségű hó hull, és amelyeknél szintén jelentős bővülés mutatkozik a fotovoltaikus kapacitások területén“ – vonták le a tanulságot. „Arra is érdemes lehet felhívni a figyelmet, hogy a hóval borított területen – más mesterséges anyagokkal szemben – nem merülnek fel további fenntartási költségek a projektnél, és a hótakarás télen folyamatosan frissül, így az év öt vagy hat hónapjában biztosított a magas fényvisszaverődés.“
Forrás: pv-magazine
