如何在积雪覆盖的环境下保证太阳能板的发电量?双面太阳能组件就能实现

细说光伏 2022-05-25

太阳能新能源能源

865 字丨阅读本文需 3 分钟

随着太阳能成本的下降,即使在北部深处实施它们现在也具有经济意义,但人们担心雪对能源生产的影响。虽然太阳能电池板在较冷的温度下运行最佳,但被雪覆盖的电池板会产生更少的能量,这被称为雪损失。

在加拿大安大略省西部大学进行的一项研究展示了如何使用太阳能系统来减少积雪。

双面组件和单面组件的区别在于,双面组件吸收正面和背面的光线,而单面组件只收集正面的阳光。该研究使用包括能量、太阳辐射和反照率在内的每小时数据分析了这两种系统的降雪量,反照率是衡量太阳辐射漫反射的指标。

研究人员发现,通过使用双面太阳能组件而不是单面太阳能组件,每年的降雪量可以从两位数减少到仅 2%。与传统的单面系统相比,双面太阳能装置的收益主要来自雪的反射 19%。

该研究是在一对同时使用单面和双面模块的太阳能电池阵列上进行的,并在夏季和冬季生成数据以确定降雪量。相机对准每个阵列以跟踪积雪。从 2020 年 11 月到 2021 年 3 月,每个模块总共分析了 4,826 张图像。每天以 15 分钟的间隔拍摄 32 张图像。研究人员使用图像处理来自动识别和量化每个模块上的积雪。

据首席研究员兼信息技术和信息技术部主席 John M. Thompson 的 Joshua Pearce 称,当我们将雪与来自模块的日射强度计数据和能量值相结合时,研究人员利用这些信息来确定雪对两个阵列的影响。西部大学汤普森工程领导与创新中心的创新。

这项研究的两个主要结果是:1) 双面组件基本上粉碎了积雪损失,因为它们比传统组件更快地清除组件,以及 2) 双面组件在冬季因雪反照率而受到重大影响。结果发现,冬季单面降雪量平均为 33%,年平均降雪量为 16%。

在严寒的冬季条件下,双面系统的性能优于单面系统,因为冬季平均降雪量为 16%,在最坏的情况下,年降雪量为 2%。此外,在冬季,与单面系统相比,双面增益为 19%。

皮尔斯说,初步结果表明双面系统性能更好,但这项研究为美国北部和加拿大的单面系统敲响了警钟。很明显,所有北方太阳能农场都应该使用双面光伏。

该论文发表在可再生能源上。它带有免费软件,因此任何人都可以使用自己的单个摄像头监控复制实验或进行其他类型的雪地光伏研究。

两年前在桑迪亚国家实验室进行的一项先前研究对双面模块和跟踪器进行了研究,发现双面模块总体产生的能量比单面模块多 14%,此外,双轴估计还能提高 35% 至 40%跟踪器。

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