Potencjał pionowych instalacji fotowoltaicznych. Większa wydajność i szybszy montaż 

Rozwój nowych technologii w branży fotowoltaicznej nie zwalnia tempa. Holenderscy naukowcy wskazali, dlaczego pionowe instalacje PV mogą osiągać lepsze wyniki niż systemy montowane tradycyjnie. Wcześniej o korzyściach płynących z instalacji wertykalnych informowali również m.in. naukowcy z Norwegii.  

Wertykalne instalacje fotowoltaiczne - korzyści  

Wciąż największą popularnością cieszy się tradycyjny montaż paneli fotowoltaicznych zarówno na farmach, jak i w przydomowych instalacjach. Moduły instaluje się pod stałym kątem, a czas realizacji instalacji ma być nawet o 90 proc. dłuższy w porównaniu z metodą wertykalną - wskazuje norweska firma Over Easy Solar.  

Norwegowie zapewniają również, że systemy pionowe dostarczają wyższą wydajność w skali roku. W 2022 roku przeprowadzono testy, podczas których pionowy system PV osiągnął wydajność na poziomie 1070 kWh/kWp. W takich samych warunkach instalacja tradycyjna uzyskałaby około 800 kWh/kWp. Norweska firma podaje, że możliwy jest wzrost wydajności o nawet 30 proc. Producent nie podał jednak dokładnych danych technicznych instalacji.  

Portal „PV Magazine” zwrócił uwagę, że Over Easy Solar wykorzystuje ogniwa PERC o bifacjalności na poziomie 77– 81 proc. oraz ogniwa heterozłączy (HJT) o bifacjalności 90 proc. Ogniwa typu szkło-szkło używają materiału o grubości 3,2 mm. 

Norwesa firma podkreśla, że pionowe systemy pozwalają uniknąć problemów z zalegającym śniegiem w sezonie zimowym. Inne ustawienie paneli PV umożliwia im generowanie większej ilości energii elektrycznej.  

Zastosowanie pionowych instalacji badają również firmy i naukowcy w innych częściach Europy. TotalEnergies z Francji sprawdza wykorzystanie paneli PV w agrofotowoltaice. Wstępnie poinformowano, że inne ustawienie modułów pozwoliło osiągnąć większe plony i wyższą zawartość białka o 2 proc. w przypadku pszenicy. Podobne testy realizowane są również m.in. w Niemczech. Badacze zwracają uwagę, że osiągnięcie wyższych plonów jest możliwe dzięki ograniczeniu negatywnego wpływu wiatru.  

Większa wydajność pionowych instalacji PV  

Badacze z Holenderskiej Organizacji Zastosowań Nauki zrealizowali testy pozwalające doprecyzować odpowiedzi na pytania dotyczące wysokiej wydajności paneli montowanych pionowo.  

Testy polegały na wykorzystaniu techniki cyfrowego bliźniaka. Naukowcy wykonali wirtualną wersję instalacji PV uwzględniając wszystkie parametry pochodzące z systemu działającego w rzeczywistości. Następnie porównano pracę obu instalacji. Nie wskazano jednak kątu nachylenia modułów w próbie odniesienia. Zastosowano odległość między rzędami na poziomie 2,4 oraz 6 m.  

W ramach badania wykorzystano wiele danych umożliwiających odtworzenie w wirtualnej wersji rzeczywistych warunków, m.in. parametry ze stacji pogodowych mieszczących się niedaleko instalacji czy innych czujników.  

Fizyczna instalacja, która stanowiła punkt odniesienia dla wirtualnej, składa się z 60 modułów bifacjalnych o jednostkowej mocy 315 Wp, pozostałe 12 wykonano w innych technologiach, ale we wszystkich zastosowano optymalizator mocy. Moduły ustawiono w 9 rzędach w kierunku wschód-zachód.  

Z testów wynika, że pionowe instalacje pracują w niższej temperaturze przy tej samej intensywności promieniowania, co przekłada się na większą wydajność pod względem produkcji energii elektrycznej.  

Naukowcy dodają, że w tradycyjnej instalacji im wyższy poziom nasłonecznienia, tym większy spadek napięcia związany z rosnącą temperaturą modułów. W przypadku wertykalnych systemów zjawisko również ma miejsce, ale na mniejszą skalę. Badacze zwracają uwagę na prawie dwukrotnie wyższe współczynniki przenikania ciepła wskazujące na energię z jaką przenosi się ciepło między materiałami.