Новий метод випробування вигнутих поверхонь, інтегрованих у транспортний засіб, фотоелектричних (VIPV)

Цільова група 17 Міжнародного енергетичного агентства з фотоелектричних енергетичних систем (IEA-PVPS) нещодавно опублікувала звіт, у якому демонструється нова установка для тестування вигнутих інтегрованих у транспортний засіб фотоелектричних (VIPV) поверхонь.

Це дослідження охоплює результати 8-денного дослідження, проведеного в серпні 2023 року в Ле-Бурже-Дірак, Франція. Результати показують, що кривизна поверхонь VIPV може викликати неоднорідність опромінення до 261 Вт/м2 і неоднорідність температури до 13°C відповідно.

За даними дослідників, VIPV з радіусом кривизни 3 метри втрачали 17% енергії в сонячну погоду і 6% в дощову погоду порівняно з плоскими фотоелектричними поверхнями.

Під час експерименту команда щохвилини вимірювала окремі клітини. Він також проаналізував, як вигнутий фотоелектричний дах вплинув на продуктивність, однорідність сонячного випромінювання та температуру.

Дослідники припустили, що для оптимізації виходу енергії команди VIPV можуть збільшити кількість каналів відстеження точки максимальної потужності (MPPT) і розглянути можливість проектування фотоелектричної поверхні більш плоскою для природної оптимізації збору енергії.

Однак кожна з рекомендацій щодо оптимізації стикається з проблемами. Бертран Чемпіон, співавтор Французької комісії з альтернативних джерел енергії та атомної енергії (CEA), сказав PV Magazine: «Занадто плоский дах суперечить тенденції в автомобільній промисловості. Крім того, більше каналів MPPT збільшує вартість панелей і ускладнює систему».

Chambion сказав, що звіт було опубліковано для підвищення обізнаності виробників оригінального обладнання (OEM), автовиробників, зацікавлених сторін і дослідників фотоелектричної галузі про фактори, що впливають на продуктивність VIPV, і потенційні рішення.

Випробувальна установка зовнішнього фотоелектричного моніторингу, описана у звіті Цільової групи 17, була розроблена спеціально для вигнутих сонячних поверхонь на легкових автомобілях. Команда використовувала його для моніторингу сонячного випромінювання та температури, а також для збору даних для вимірювання впливу та неоднорідності кута падіння на поверхню модуля VIPV.

Під час створення тестової установки команда вирішила розробити єдину матрицю сонячної батареї, а не використовувати комерційні фотодіоди. Це простіше, легше інтегрувати та більше репрезентує кінцеву програму", - пояснює Чемпіон. Отримані вимірювання можна використовувати для перевірки моделі".

У пристрої використовуються сонячні батареї PERC розміру M6 із 9 подвійними панелями, розташовані в матриці 5 × 5, оснащені термопарами, датчиками освітленості та температури. Є також багатоканальні реєстратори даних, мультиплексори, модель даху VIPV і спеціальна система управління енергією (EMS) для моніторингу даних про освітленість і температуру щохвилини.

Вимірювання проводяться на окремих комірках щохвилини. Тестова група випробувала три сценарії погоди в місці без перешкод: дощ, сонячно та хмарно. Він був орієнтований на південь і встановлений у спосіб, що відповідає випадковій орієнтації автомобіля під час фази паркування.

Забігаючи вперед, дослідники рекомендують однорічний проект для збору репрезентативних даних, зазначивши, що тести також слід проводити в інших місцях.