تحسين نسبة أداء الأنظمة الكهروضوئية من خلال تأثير التظليل

قام الباحثون في إندونيسيا بالتحقيق في كيفية تأثير تأثيرات التظليل على نسبة أداء النظام الكهروضوئي. كما أخذ تحليلهم في الاعتبار فترة الاسترداد والعائد على الاستثمار.

قام علماء من إندونيسيا بالتحقيق في تأثيرات التظليل على النظام الكهروضوئي نسبة الأداء (PR) من خلال النظر في زوايا ميل السمت ووحدة الطاقة الشمسية المختلفة.

إن PR عبارة عن معلمة تحدد العلاقة بين إنتاج الطاقة الفعلي والنظري للنظام الكهروضوئي ولا علاقة لها إلى حد كبير بموقع التثبيت واتجاهه. تُستخدم هذه القيمة لفهم مدى كفاءة عمل النظام الكهروضوئي.

وقال البحث: "ركزت الدراسات السابقة في الغالب على كيفية تأثير التظليل على إنتاج الطاقة في النظام الكهروضوئي".

باستخدام برنامج PVsyst، قام الأكاديميون بتحليل تأثيرات التظليل لنظام كهروضوئي مثبت على السطح في المبنى الإداري لولاية أوجونغ باندانغ للفنون التطبيقية، والتي تقع في ماكاسار، أكبر مدينة في شرق إندونيسيا.

وقالت مجموعة البحث: "تم تطبيق برنامج PVsyst لتقييم تأثير التظليل، ومخطط الخسارة، والعلاقات العامة على مدار العام بأكمله". "يفحص المخطط المقترح أيضًا التحليل المالي للنظام الكهروضوئي المقترح، أي فترة الاسترداد (PBP) والعائد على الاستثمار (ROI)."

كان من المفترض أن يحتوي النظام المخطط على سلسلتين، مع تسع وحدات كهروضوئية في كل سلسلة. تتمتع كل لوحة بقدرة اسمية تبلغ 420 واط في ظروف الاختبار القياسية، بإجمالي 7.56 كيلووات للنظام بأكمله المكون من 18 وحدة. وافترض الباحثون أيضًا أن النظام سيبيع الطاقة الفائضة إلى الشبكة بموجب نظام القياس الصافي.

أخذ التحليل في الاعتبار التشعيع الأفقي العالمي المحلي، والإشعاع المنتشر الأفقي، ودرجة الحرارة المحيطة، والإشعاع الحادث العالمي، والإشعاع العالمي الفعال. تم بعد ذلك استخدام كل هذه العوامل لحساب الطاقة الفعلية التي تنتجها المصفوفة الكهروضوئية، والطاقة المحقونة في الشبكة، والعلاقات العامة.

وقال العلماء: "بشكل عام، هناك موسمان متميزان فقط في مناخ إندونيسيا: الجفاف والمطر، وكلاهما نسبي". "يبدأ موسم الجفاف في أبريل ويستمر حتى سبتمبر، ويستمر كل من هذين الموسمين لمدة ستة أشهر. ثم في نهاية سبتمبر وحتى مارس يبدأ موسم الأمطار”.

وبناءً على هذه الظروف، تم اختبار أربعة سيناريوهات: التصميم-1 بزاوية ميل قدرها 14 درجة وسمت -90 درجة؛ التصميم -2 بزاوية ميل 13 درجة وسمت 90 درجة؛ التصميم -3 بزاوية ميل 10 درجات وسمت 0 درجة؛ و Design-4 بزاوية ميل 15 درجة وسمت 180 درجة.

وفقًا للباحثين، حقق Design-3 أفضل النتائج، حيث بلغ معدل العلاقات العامة 0.817، وPBP 7.8 سنوات، وعائد الاستثمار 155.2%. من ناحية أخرى، حقق Design-4 أسوأ النتائج، حيث بلغ معدل العلاقات العامة 0.815، وPBP 8.6 سنوات، وعائد الاستثمار 131.8%. حقق التصميم 1 والتصميم 2 نتائج مماثلة، حيث حصل كل منهما على نسبة احتمالية تبلغ 0.816 وPBP تبلغ 8.2 سنة. حصل التصميم-1 على عائد استثمار قدره 145.2%، بينما حصل التصميم-2 على 144.3%.

وخلص العلماء إلى أنه "وبالتالي، يوصى باستخدام Design-3 لتحقيق أفضل العلاقات العامة والاستثمار".

وقد تم عرض النتائج التي توصلوا إليها في الدراسة "تقييم تأثير التظليل للألواح الكهروضوئية لتحسين نسبة الأداء لنظام الطاقة الشمسية"، نشرت على النتائج في الهندسة. تم تشكيل مجموعة البحث من قبل أكاديميين من إندونيسيا ولاية البوليتكنيك في أوجونج باندانج وجامعة جادجاه مادا.