Σχεδιάζοντας φωτοβολταικά πάρκα με bifacial panels

Posted by elvan 19/06/2020 0 Comment(s)

Σχεδιάζοντας φωτοβολταικά πάρκα με bifacial panels

 

H Elvan παρουσιάζει τη νέα σταθερη βάση για φωτοβολταικά BIF2V, ειδικά σχεδιασμένη για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης έργων που χρησιμοποιούν πάνελ τύπου Bifacial. Με μικρή διαφορά τιμής απο τη συμβατική βάση, χάρις στον πρωτοπορικό σχεδιασμό της βάσης, μπορείτε να εκμεταλλευτείτε >99% της ενεργής οπίσθιας επιφάνειας για την αύξηση της παραγωγής της εγκατάστασης μέχρι 20% (σε συνδυασμό και με άλλες παρεμβάσεις π.χ. την κατάλληλη διαμόρφωση της αντανακλαστικότητας του εδάφους – albedo κλ.π.). Με αυτή την αφορμή παρουσιάζουμε ενα report με κατευθυντήριες γραμμές για τον βέλτιστο σχεδιασμό φωτοβολταικών πάρκων που χρησιμοποιούν bifacial panels.

 

H  τεχνολογία των φωτοβολταικών συνεχώς εξελίσεται, χάρις στην πολύ εντατική έρευνα και εξέλιξη που διεξάγεται παγκοσμίως. Παρ’ όλο που υπάρχουν αρκετές τεχνολογικές καινοτομίες διαθέσιμες, τα bifacial panels φαίνεται να κερδίζουν συνεχώς έδαφος στην αγορά και είναι βέβαιο ότι το μερίδιο αγοράς τους μπορεί να ανέλθει σε 60% την επόμενη δεκαετία. Βέβαια οποιαδήποτε τεχνολογία για να εδραιωθεί στην αγορά είναι απαραίτητο να μπορεί να χρηματοδοτηθεί (“bankable”). Σύμφωνα με μια έρευνα του BloombergNEF, περισσότερο από το 80% των στελεχών της αγοράς των φ/β πιστεύει ότι οι εγκαταστάσεις με bifacial panels είναι «χρηματοδοτήσιμες» (bankable).

 

Με δεδομένο ότι η τεχνολογία των bifacial panels θα κυριαρχήσει στην αγορά, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε πώς σχεδιάζουμε ένα έργο με bifacial panels έτσι ώστε να μεγιστοποιήσουμε την απόδοσή του και ποιες είναι οι αποδόσεις που αναμένουμε. Ξεκινάμε απο τους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση ενός τέτοιου έργου.

 

Με δεδομένο ότι τα bifacial panels παράγουν ενέργεια και από τις δυο πλευρές, είναι πρωταρχικής σημασίας και οι δυο πλευρές του panel να δέχονται τη μέγιστη ποσότητα φωτός. Είναι έτσι απαραίτητο να απαριθμήσουμε και κατανοήσουμε όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν την ποσότητα φωτός που φτάνει στις δυο πλευρές των panels.

Οι παράγοντες αυτοί είναι:

 

  1. «Αντανακλασιμότητα» εδάφους                            (albedo)
  2. Λόγος ισχύος εμπρός / πίσω επιφάνειας              (bifaciality)
  3. Συντελεστής κάλυψης εδάφους                              (Ground Coverage Ratio – GCR)
  4. Εμπρός ελεύθερο ύψος της βάσης                         (Clearance)
  5. Ειδική σχεδίαση της βάσης

Θα εξετάσουμε τώρα καθένα απο αυτούς τους παράγοντες χωριστά:

 

 

1.«Αντανακλασιμότητα» εδάφους (albedo)

 

Ένα panel παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν το φως πρoσπίπτει πάνω σε αυτό. Ενώ η εμπρός πλευρά του panel έχει επαρκή άμεση έκθεση στο ηλιακό φως, η πίσω πλευρά απορροφά το φως που αντανακλάται απο το έδαφος. Έτσι είναι πολύ σημαντικό το έδαφος πάνω στο οποίο θα εγκατασταθεί το φωτοβολταικό πάρκο να έχει τη μέγιστη αντανάκλαση φωτός. Ο λόγος του φωτός που προσπίπτει στο έδαφος προς το φως που αντανακλάται πίσω είναι γνωστός ως albedo. Είναι προφανές οτι κάθε έδαφος έχει το δικό του albedo. Έτσι ένα έδαφος με βελτίωση (π.χ. άσπρη επίστρωση) έχει υψηλότερο albedo απο ένα σκουρόχρωμο έδαφος χωρίς βελτίωση. Η αύξηση της απόδοσης λόγω εγκατάστασης bifacial panels είναι ανάλογη του albedo του εδάφους και με τη βελτίωση του εδάφους αυξάνεται η απόδοση. Ένα πάρκο εγκατεστημένο σε άμμο (albedo 50 %) μπορεί να έχει αύξηση απόδοσης 16 % και αυτή η αύξηση μπορεί να φτάσει έως 25 % εάν το έδαφος επιστρωθεί με λευκή μεμβράνη (albedo 85%).

 

 

2.  Λόγος ισχύος εμπρός / πίσω επιφάνειας (bifaciality)

 

Παρ’ όλο που το πρώτο σημείο επαφής του φωτός είναι το έδαφος, το επόμενο είναι η πίσω πλευρά του bifacial panel.xn--kxaekss γνωστό ότι όλα τα panels έχουν ένα συντελεστή απόδοσης (που είναι ο συντελεστής μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική). Στα bifacial panels υπεισέρχεται και ένας ακόμη παράγοντας γνωστός ως λόγος ισχύος εμπρός / πίσω επιφάνειας (bifaciality). Αυτό σημαίνει ότι η πίσω πλευρά του panel δεν παράγει την ίδια ισχύ με την εμπρός. Αυτή η ιδιότητα δεν είναι ελλάτωμα των bifacial panels αλλά φυσική τους ιδιότητα. Διαφορετικές bifacial κυψέλες έχουν, ανάλογα με τον τύπο του wafer και την τεχνολογία που χρησιμοποιείται, διαφορετικό λόγος ισχύος εμπρός / πίσω επιφάνειας (bifaciality). Παραδείγματος χάριν:

 

                               Κυψέλη:                             Bifaciallity:

                               p-PERC                                     >70%

                               n-PERC                                      >80%

                               HJT                                             >90%

 

 

3.  Συντελεστής κάλυψης εδάφους (Ground Coverage Ratio – GCR)

 

Η χωροθέτηση ενός φβ πάρκου έχει επίσης πάρα πολύ μεγάλη επίδραση στην απόδοση του. Είναι πολύ σημαντικό να επιτρέπουμε στο φώς να φτάνει στο έδαφος έτσι ώστε να έχουμε την απαραίτητη αντανάκλαση στο πίσω μέρος του panel. Και εδώ ακριβώς παίζει πολύ μεγάλο ρόλο το ο συντελεστής κάλυψης εδάφους (Ground Coverage Ratio – GCR). Ο συντελεστής κάλυψης εδάφους (Ground Coverage Ratio – GCR) ορίζεται ως ο λόγος του μήκους των panels πρός την απόσταση μεταξύ των σειρών τραπεζιών του πάρκου. Ουσιαστικά δίνει μια ένδειξη του πόσο αραιά είναι τοποθετημένα  τα panels μέσα στο πάρκο. ‘Ενας υψηλός Ground Coverage Ratio σημαίνει πυκνά τοποθετημένα τραπέζια / panels και άρα μειωμένα κέρδη απο την εγκατάσταση Bifacial panels. Αντιθέτως ένας χαμηλός Ground Coverage Ratio της τάξεως του 20% σημαίνει ότι επιτρέπουμε σε αρκετό φως να φτάσει στο έδαφος και άρα στην πίσω πλευρά του panel, αλλά απο την άλλη πλευρά η έκταση που απαιτείται για την εγκατάσταση του πάρκου αυξάνει εκθετικά. Είναι γι αυτό απαραίτητο να επιτύχουμε μια «χρυσή τομή» ανάμεσα στην έκταση που απαιτείται και την ενέργεια που παράγεται απο το πάρκο. Ένας λόγος 40 έως 50% είναι ο βέλτιστος.

 

 

4. Εμπρός ελεύθερο ύψος της βάσης (Clearance)

 

Πέρα απο το συντελεστής κάλυψης εδάφους (Ground Coverage Ratio – GCR), το εμπρός ελεύθερο ύψος της βάσης έχει πολύ σημαντική επίδραση στο κέρδος απο την εγκατάσταση bifacial panels. Το εμπρός ελεύθερο ύψος ορίζεται ως η απόσταση από το έδαφος έως το χαμηλότερο σημείο του Panel. Εαν τα panels τοποθετούνται σε ένα μεγάλο μεν, λογικό δε ύψος, το φώς που προσπίπτει στο έδαφος, άρα και στην πίσω πλευρά του panel αυξάνει την απόδοση του πάρκου. Βέβαια κάθε αύξηση στο ύψος σημαίνει και άυξηση στην φόρτιση του συστήματος απο τον άνεμο, λόγω υψηλότερων ανεμοπιέσεων,  οπότε απαιτείται πιο στιβαρή κατασκευή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα και αυξημένο κόστος της βάσης. Το σχεδιαστικό τμήμα της ELVAN αφού έλαβε υπόψιν και τους περιορισμούς από τον Ελληνικό Πολεοδομικό κανονισμό και όλους τους παράγοντες κόστους κατέληξε ότι ένα εμπρός ελεύθερο ύψος της βάσης της τάξεως του 1.2 m. είναι το βέλτιστο.

 

 

5. Ειδική σχεδίαση της βάσης

 

Ο τελευταίος παράγοντας που παίζει ιδιαίτερο ρόλο στην αύξηση της απόδοσης ενός πάρκου με bifacial panels είναι ο ειδικός σχεδιασμός της βάσης έτσι ώστε:

  • να προσπίπτει το μέγιστο της ηλιακής ακτινοβολίας στο έδαφος
  • να ελαχιστοποιούνται οι σκιάσεις των μεταλλικών μερών στο πίσω μέρος των panels.

 

Αυτό ακριβώς επιτυγχάνει η νέα, ειδικά σχεδιασμένη βάση για bifacial panels, βάση BIF2V της ELVAN.

 


Ο Κωνσταντίνος Καστάνης είναι o Διευθύνων Σύμβουλος της ELVAN Α.Β.Ε.Ε., μιας Ελληνικής βιομηχανικής εταιρίας, η οποία παράγει σταθερές βάσεις φωτοβολταικών, σχάρες καλωδίων, συστήματα στήριξης και υλικά αντικεραυνικής προστασίας. Το 25% του κύκλου εργασιών της εταιρίας αφορά εξαγωγές σε όλο τον κόσμο.

Γεννήθηκε το 1965 στην Αθήνα και αποφοίτησε από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσοβείου Πολυτεχνείου με ειδικότητα Ενεργειακού Μηχανικού. Επίσης κατέχει Master in Business Administration (MBA) από το University of Indianapolis, όπου εκπόνησε τη διατριβή του με θέμα: “Teachings of War History on Corporate Strategy and Leadership”. Ανέλαβε τη διοίκηση της εταιρίας το 2006, οπότε και ξεκίνησε να ασχολείται με θέματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Leave a Comment