Новое исследование показывает, что вертикальные солнечные панели улучшают производительность

К

Опубликовано

Исследователи из Германии утверждают, что вертикальные солнечные панели могут быть лучше горизонтальных. Обычно солнечные панели устанавливаются горизонтально и ориентированы на юг, чтобы обеспечить максимальное воздействие солнца, когда оно движется по небу. Вместо того, чтобы лежать ровно, они расположены под углом от 20 до 35 градусов, в зависимости от того, как далеко от экватора они расположены. Существуют сложные математические формулы, которые сообщают разработчикам солнечных ферм, под каким точным углом следует устанавливать панели в Пенсаколе, Пеории или Пентиктоне. Существуют системы слежения, которые могут перемещать панели в течение дня, следуя за солнцем, но они дороги и требуют регулярного обслуживания.

Но что, если общепринятое мнение ошибочно? Исследователи из Лейпцигского университета прикладных наук утверждают, что установка двусторонних солнечных панелей, одна сторона которых обращена на восток, а другая — на запад, позволит производить больше возобновляемой электроэнергии и уменьшит один из побочных эффектов традиционных ферм солнечной энергии — избыток электроэнергии в полдень и ее недостаточность. утром или днем. Их исследование было опубликовано в августовском выпуске журнала Smart Energy за 2022 год.

Еще одно преимущество, которое вытекает из вертикальной установки солнечных панелей, заключается в том, что между ними остается место для выращивания сельскохозяйственных культур без необходимости использования высоких систем крепления, которые позволяют сельскохозяйственной технике работать под ними.

«Двусторонние солнечные панели могут использовать солнечную энергию с обеих сторон. Установленные с ориентацией восток-запад, большая часть электроэнергии вырабатывается утром и вечером. Это уменьшит потребность в хранении электроэнергии и в то же время сохранит пространство, необходимое для выработки электроэнергии. низкий», — говорит София Рекер из Лейпцигского университета прикладных наук и первый автор исследования. Исследователи основывают свое исследование на моделировании немецкой энергетической системы с помощью программного обеспечения EnergyPlan.

Поскольку Германия столкнулась с серьезным сокращением поставок метана из-за преступного нападения Владимира Путина на Украину, правительство Германии в этом месяце приняло новую политику, чтобы сделать страну менее зависимой от импорта энергоносителей и сократить выбросы углекислого газа. Политика предусматривает увеличение доли возобновляемых источников энергии с чуть менее 50%, как сегодня, до как минимум 80% к 2030 году.

«Двусторонние солнечные модули несколько дороже, чем обычные солнечные системы. Но поскольку они увеличивают количество часов доступной солнечной энергии, другие потребности в электроэнергии, такие как газовые электростанции, сокращаются. Установленные вертикально солнечные системы можно легко настроить. Это создает дополнительные возможности заработка для фермеров и настолько увеличивает потенциал возобновляемых источников энергии в Германии, что нам придется импортировать лишь небольшое количество дополнительной энергии", - говорит Йенс Шнайдер, профессор сетевых энергетических систем и соавтор. автор исследования.

Солнечные панели, установленные на сельскохозяйственных землях, могут поддерживать рост некоторых сельскохозяйственных культур, защищая их от ветра и жары. Цветочные полосы для большего биоразнообразия можно разместить прямо под модулями. Исследователи предполагают, что так называемая агрофотоэлектрическая энергетика будет особенно продвигаться в будущем в результате принятия нового пакета законов федерального правительства.

В своем исследовании исследователи София Рекер, Йенс Шнайдер и Кристоф Герхардс использовали программное обеспечение EnergyPlan для моделирования энергетической системы Германии, которая приведет к сокращению выбросов углекислого газа на 80 процентов в 2030 году по сравнению с 1990 годом. Исследователи предполагают увеличение с нынешних 64 до 195. гигаватт мощности ветровой энергии и с нынешних 58 до 400 гигаватт мощности солнечной энергии.

Такой уровень дополнительной возобновляемой энергии обычно требует значительного увеличения аккумуляторных батарей, но исследования показывают, что потребность в хранении снижается, если большая часть добавленной солнечной мощности установлена ​​вертикально в ориентации восток-запад. В сценарии без дополнительных накопителей электроэнергии это само по себе может сэкономить более 10 мегатонн CO₂ в год.