Nowe testy trackerów słonecznych

Korzyści z umieszczania bifacjalnych, dwustronnych paneli słonecznych na trackerach jednoosiowych stają się powszechnie znane. W teorii za ich pomocą możliwe jest osiągnięcie od 5 do 50% zwiększenia wydajności konwersji w porównaniu z zwykłymi panelami. Niestety, realnie zbierane dane, które mogą nakreślić rzeczywiste zyski energetyczne panelu dwustronnego na trackerze, są trudne do zdobycia, a dostępne dane zazwyczaj opisują testy na małą skalę w ściśle określonych warunkach.

Dlatego też kilku z producentów trackerów łączy teraz siły z niezależnymi inżynierami i krajowymi partnerami naukowymi, aby przetestować wydajność różnych paneli bifacjalnych na najnowszych modelach swoich trackerów. Te testy powinny potwierdzić dokładność matematycznych modeli używanych obecnie do oszacowania wydajności produkcji oraz udowodnić precyzję przewidywań.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Aby jeszcze lepiej móc porównać niezależną certyfikację bifacjalnych paneli PV, niektórzy niezależni inżynierowie, w tym amerykańska firma EPC Black & Veatch, pracują szybko nad stworzeniem bazy danych z rankingiem tego rodzaju systemów. Do niezależnych firm, które zaangażowały się w te prace, należą m.in.i: DNV GL, Fraunhofer ISE oraz TÜV Rheinland.

Jak mówi Colleen O’Brien, główny inżynier ds. technologii słonecznych w firmie DNV GL, badania mają wyłonić najlepszego producenta trackerów oraz najlepsze panele bifacjalne na rynku.

Wariacje komplikują testy

Uzyskanie realnych danych na temat wydajności paneli słonecznych na trackerach nie należy do zadań łatwych. Kilka firm zajmujących się trackerami, w tym Array Technologies (ATI), NEXTracker i Soltec, właśnie buduje pola testowe, w których około pół tuzina różnych paneli bifacjalnych zapewnia dopływ danych przez okres od czterech do sześciu miesięcy. Wszystkie te firmy starają się gromadzić dane z kilku lat, a część z nich zostanie upubliczniona.

Zebrane dane zostaną porównane z modelami wydajności systemów. Niezależni inżynierowie mają zbadać zgodność pomiędzy prognozą a faktyczną wydajnością tych systemów.

“Pierwsza firma, która z powodzeniem udowodni, że bifacjalne panele na jej trackerach są wydajniejsze, nawet o 10%, zgarnie cały rynek”, mówi Ronb Corio, założyciel i dyrektor ds. innowacyjności w Array Technologies (ATI). Firma ta sugeruje obecnie, że zastosowanie ogniw bifacjalnych może zwiększać wydajność o 5% do 30%. Pierwsze testy z ogniwami LG wykazały wzrost wydajności o 9,5%.

ATI wykorzystuje PVsystem do szacowania wydajności swojego DuraTrack HZ v3 z bifacjalnymi ogniwami od np.: Canadian Solar, FirstSolar, Jolywood, LONGi, Hanwha Q Cells czy Trina Solar. W Albuquerque znaleźć ma się testowa farma PV początkowo o mocy 1 MW. Docelowa moc wynieść powinna 2 MW.

Dokładność algorytmów PVsystemu sprawdzona ma być przez narodowe laboratorium w USA, które prowadzi swoje niezależne testy na farmie PV w Nowym Meksyku.

Wyniki zachowań tych ogniw analizować będzie także DNV, które zamierza opracować dokładniejszy raport na ten temat i ustalić jakie ogniwa są najlepsze w połączeniu z danym trackerem.

Firma EXTracker także rozbudowuje swoje centrum badawcze, gdzie testować chce trackery słoneczne. Znajduje się ono w Fremont w Kalifornii. Tego lata rozpoczął się tam wieloletni projekt badawczy nad ogniwami bifacjalnymi na trackerach Horizon Tracker. Zostały one zaprojektowane specjalnie dla ogniw bifacjalnych, jak mówi CEO tej firmy, Dan Shugar.

Soltec testuje około sześciu modeli ogniw bifacjalnych w Livermore w Kalifornii, wykorzystując swoje nowe jednoosiowe trackery SF7. Współpracuje on z Renewable Energy Test Center, certyfikowanym laboratorium badawczym systemów PV oraz z Black & Veatch w zakresie analizy danych. Dalej planowana jest współpraca z amerykańskim Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej, które potwierdzić ma poprawność wykorzystanych algorytmów. Soltec wstępnie zapowiada wzrost wydajności na poziomie 30%.

Firma Arctech Solar również testuje bifacjalne ogniwa, jak informuje CEO firmy, Guy Rong. Póki co firma nie posiada wystarczającej ilości danych do ich prezentacji, komentuje Rong. Jednak producenci paneli nie czekają na wyniki testów producenta trackera i sami testują swoje ogniwa. Wśród tych, którzy sami testowali bifacjalne panele PV na różnych trackerach, są: GCL, FirstSolar, JA Solar i LONGi.

Zmienne utrudniają standaryzację testów

Problem analizy wydajności paneli na trackerach polega na tym, że konstruktory tych urządzeń wykorzystują różne mechanizmy, aby uzyskać najlepsze nachylenie modułu. Niektóre urządzenia śledzące wykorzystują rząd pojedynczych paneli w orientacji pionowej, inne używają dwóch paneli w pozycji pionowej.

Inżynierowie, którzy tworzą algorytmy do analizy takich urządzeń, stają przed trudnym zadaniem. Poza pozycją, odstępami pomiędzy modułami i konstrukcją trackera, struktura systemu również odgrywa istotną rolę w optymalizacji ogniwa. Niektórzy twórcy trackerów używają kwadratowych rurek ze sprężynami skręcającymi, inni okrągłych rurek, a co najmniej jeden ośmiokątnej rury – zmienia to istotnie ilość światła padającego na tył ogniwa bifacjalnego.

W przypadku testów jest wiele zmiennych, które należy wziąć pod uwagę, m.in.: stan terenu i kolor podłoża, sezonowy efekt roślinności, współczynnik albedo gruntu, wysokość trackera, położenie rury trackera względem ogniwa, bezpośrednie i rozproszone zacienienie itd.

Niektóre firmy śledzące testują jeden kolor podłoża za pomocą podstawowego żwiru, natomiast inne z białymi, zielonymi i szarymi powierzchniami. I co najmniej jedna – Big Sun Energy Group z siedzibą w Hukou Township na Tajwanie – testuje pływający bifacjalny układ nad wodą, co według przewidywań będzie podnosiło wydajność aż o 50%, jak zapowiedział dyrektor marketingu tej firmy, Angel Liu.

Panele bifacjalne – równowaga kosztów i zysków

Technologia ogniw bifacjalnych nie jest nowa. Panele tego rodzaju zostały po raz pierwszy opatentowane przez Hiroshi Mori w 1966 roku, ale dopiero w 1981 roku założona została firma Isofoton, która produkowała takie ogniwa. Zostały one użyte w elektrowni o mocy 20 kWp w San Agustín del Guadalix, zbudowanej w 1986 roku dla Iberdrola.

Podczas gdy panele bifacjalne są dostępne już od lat, to koszt ich produkcji dopiero niedawno spadł wystarczająco nisko, aby technologia ta była konkurencyjna.

Badania paneli bifacjalnych na obecnie uruchamianych trackerach jednoosiowych powinny przynieść pierwszą falę potwierdzeń rzeczywistej wartości kombinacji ogniwa bifacjalnego i trackera. Ma to ustanowić branżowy wzorzec zaawansowania technologii słonecznych.

“Systemy bifacjalne mogą czasami dać zyski większe niż 30% i w połączeniu ze śledzeniem całkowity zysk elektryczny może być bliski 50%, co obniży ceny do poniżej 0,02 dolara za kWh”, można przeczytać w raporcie naukowców.

źródło: pv-magazine