Se você leu a folha de dados do módulo fotovoltaico solar com cuidado. Há temperatura ambiente, também requerimento de gap de ar de 100 mm sob o módulo. Ao modelar um projeto fotovoltaico solar, a produção máxima é essencial, para aumentar a altura da estrutura de montagem definitivamente ajuda a produzir, qual a proporção da diferença de ar que influenciará o rendimento?
A eficiência do painel do módulo fotovoltaico solar é afetada negativamente pelo aumento de temperatura. Nos módulos fotovoltaicos instalados em atmosfera aberta para geração de energia, o efeito de resfriamento natural se beneficia consideravelmente para manter a eficiência do painel e, portanto, melhorar a produção da planta. A perda de calor do módulo fotovoltaico ocorre por condução no teto, calor transportado por convecção pelo ar e radiação circundantes para a chapa do telhado ou para o céu. Aqui, o módulo para o espaço entre o telhado e a chapa desempenha um papel importante para garantir o resfriamento convectivo na superfície inferior dos módulos. É feita uma análise térmica para chegar ao melhor intervalo de ar. O fenômeno da transferência de calor é analisado a partir de princípios básicos e chega-se a uma lacuna otimizada entre 100 mm a 110 mm, além da qual os benefícios são insignificantes. E qualquer tentativa de fornecer maior folga de ar aumentará a carga de flexão nas montagens, o que é contraproducente no projeto estrutural da montagem solar.
Todos os módulos fotovoltaicos solares terão um parâmetro indicado pelo fabricante chamado “coeficiente de temperatura”. O coeficiente de temperatura representa a porcentagem em que a eficiência do painel reduz a cada aumento no grau Celsius (° C). À medida que a temperatura do painel solar aumenta, sua corrente de saída aumenta, enquanto a saída de tensão é reduzida. A maioria dos painéis padrão tem um ‘coeficiente de temperatura de potência’ entre -0,2% / ° C a -0,5% / ° C. Em muitos casos, uma célula solar pode ficar tão quente quanto 65 ° C, fazendo com que o painel se torne menos eficiente e, portanto, produza menos energia.
Embora haja muito mais variáveis envolvidas na decisão da potência final, a temperatura do módulo é um dos principais contribuintes.
Os parâmetros que afetam a temperatura do módulo são a temperatura atmosférica no local considerado e o tipo de instalação do painel. Como não temos controle sobre as condições atmosféricas, focamos aqui na maneira como os módulos são montados em telhados.
Quando os painéis solares são instalados em um telhado coberto, eles experimentam temperaturas mais altas que a temperatura ambiente. Os painéis fixos paralelamente ao teto, com pouca ou nenhuma folga de ar entre o telhado e o painel, são os menos eficientes e apresentam o maior aumento de temperatura (~ 35 ° C), levando a uma menor potência. Um sistema típico de montagem solar de instalação no telhado permitirá um espaço de ar suficiente entre a superfície do telhado e o painel, permitindo que o fluxo de ar tenha um efeito de resfriamento no painel. Na Índia, uma equipe fez uma análise térmica detalhada em uma instalação típica de painel solar no topo do telhado, para obter uma folga ideal e o mesmo é verificado experimentalmente.
Um balanço térmico típico de um painel fotovoltaico solar instalado pode ser resumido como:
Como podemos observar no cálculo do balanço de calor, a perda de calor por convecção do módulo devido ao fluxo de ar sobre a superfície do módulo forma cerca de 65% da perda total de calor.
Montagem do módulo com menor espaço de ar, no sistema de montagem solar sem trilho é comum ter painéis montados em suportes curtos
Montagem de módulo com folga de ar de cerca de 100 mm, é um sistema clássico de trilhos em L
Esse balanço de calor garantirá que há mais perda de calor do que o ganho de calor da irradiação solar. Porém, qualquer aumento adicional no espaço aéreo não trará benefícios da perda de calor proporcionalmente. Como isso pode ser observado a partir da curva do coeficiente de transferência de calor, a velocidade do ar fica quase na horizontal.
Para verificar experimentalmente a análise feita, uma usina de energia solar é instalada no telhado industrial em um telhado de chapa ondulada. Três strings de 8 módulos conectados em série considerados para experimento. A seguir, são apresentados os detalhes da montagem experimental feita no telhado da M / s SEG, em Bengaluru.
Módulo: Eldora Grand Ultima Silver, Vikram Solar, capacidade 300 Wp.
String: 3 strings cada um dos 8 módulos.
Capacidade da corda: 8 X 300 Wp = 2400 Wp.
Conexão de saída: A saída de string é conectada a um medidor de energia CC e, em seguida, para carregar a barra de barramento.
Carga: cargas CC conectadas ao barramento. (Ventiladores de corrente contínua e luzes de corrente contínua).
Área de superfície de cada módulo: 1,96 x 0,992 = 1,94 m2
Área total do módulo de uma sequência: 8 X 1,94 = 15,56 m2.
Eficiência do módulo: 15%
Relação de desempenho = PR = (Rendimento) / (Irradiância X Área do módulo X Eficiência do módulo)
Período do experimento: 15 dias, de 2 de abril a 16 de abril de 2017.
Após três conjuntos de módulos montados:
- SET-1: string de 8 módulos com folga de ar de 40mm
- SET-2: string de 8 módulos com gap de ar de 100 mm
- SET-3: string de 8 módulos com gap de ar de 160 mm
O experimento foi realizado por 15 dias, gravando leituras todos os dias de hora em hora, das 9h às 16h. A irradiação solar foi registrada a cada hora e as unidades cumulativas de energia geradas a partir de cada SET foram registradas. O PR calculado e os resultados tabulados.
Registro de tabulação de leituras e resultados:
O PR calculado e tabulado como abaixo:
Como pode ser observado a partir dos resultados, a melhoria no PR é:
Entre SET-1 e SET-2: aumento do espaço aéreo de 40 mm para 100 mm, PR aumenta 2,57%.
Entre SET-2 e SET-3: aumento do espaço aéreo de 100mm a 160mm, PR aumenta 0,27%.
Conclusão
A instalação de módulos fotovoltaicos solares no telhado é o ideal para ter uma folga de ar de 100 a 110 mm. Menor espaço de ar levará ao aumento da temperatura do módulo, o que resultará em menor geração de saída. Superior a essa dimensão terá um impacto insignificante no resfriamento, mas terá um efeito adverso do aumento da carga momentânea de fixação.
