Международная исследовательская группа создала экспериментальную установку и модель для оптимизацииплавающая фотоэлектрическая системадвусторонними солнечными панелями, предназначенными для установки в тропических пресноводных водоемах.
Исследовательская группа использовала методологию поверхности отклика (RSM), основанную на центральном композитном дизайне (CCD). CCD — это особая методология дизайна эксперимента, которая подходит для моделей RSM, которые могут представлять взаимосвязь между входными и выходными факторами наплавающая фотоэлектрическая система. Кроме того, группа исследовала экономическую целесообразность проектов плавучих двусторонних фотоэлектрических установок.
«Наше исследование объединяет глобальную перспективу солнечной технологии, подчеркивая анализ чувствительности параметров конструкции и корреляции усиления мощности через RSM», — заявили ученые. «Мы стремимся оптимизировать высоту двусторонних солнечных панелей, азимутальный угол и глубину воды, продвигая решения в области устойчивой энергетики в двустороннихплавающая фотоэлектрическая система."
В рамках проекта CCD исследователи построили две фотоэлектрические системы на крыше в Вирудхунагаре, на юге Индии. Каждая использовала двусторонние фотоэлектрические модули мощностью 395 Вт, установленные либо на обычной белой окрашенной поверхности, либо на резервуаре с пресной водой с белой краской на дне.
Обе системы были протестированы при высоте панели 25 см, 87,5 см или 150 см и угле наклона 45 градусов, 90 градусов и 135 градусов. Фотоэлектрическая система, установленная над водой, также была протестирована при различной глубине воды 2 см, 6 см и 10 см. Температура, напряжение и ток панели были протестированы при различных уровнях освещенности и скорости ветра.
«Данные, собранные во время этих испытаний, были проанализированы с помощью RSM, чтобы понять влияние нескольких переменных», — заявили ученые. «Этот всеобъемлющий сбор данных включал мониторинг ключевых показателей производительности, таких как выходная мощность и двусторонний коэффициент усиления. Цель состояла в том, чтобы выявить влияние различных методов охлаждения на эффективность панелей BFS, уделяя особое внимание реальным сценариям».
Согласно результатам квадратичной модели, модели оптимизации для RSM, оптимальные результаты были получены при высоте панели 100 см, глубине воды 6 см и угле наклона 90 градусов. В этом случае прогнозируемая выходная мощность составила 397,68 Вт, а также был зафиксирован высокоточный двусторонний коэффициент усиления 10,39.
Кроме того, предлагаемая поверхность с пресной водой (PFS) достигла прироста двусторонней эффективности от 4,34% до 4,86% при различных уровнях облучения по сравнению с обычной белой поверхностью (CWS). «При облучении 950 Вт/м2 охлаждение с пресной водой достигает двустороннего прироста на 3,19% выше, чем охлаждение с CWS», — добавила группа.
«Анализ температуры панели показывает последовательное снижение при охлаждении пресной водой в диапазоне от 1,43 C до 2,72 C, что повышает общую эффективность и долговечность», — заключили они. «При немного более высоких ежедневных расходах на электроэнергию в размере 10.979 рупий (0,13 долл. США) по сравнению с 10,75 рупий для CWP, PFW предлагает более быстрый период окупаемости — 4,52 года по сравнению с 4,62 годами для CWP, что подчеркивает его экономическую жизнеспособность и эффективность».
