Міжнародна дослідницька група створила експериментальну установку та модель для оптимізаціїплаваюча фотоелектрична системаза допомогою двосторонніх сонячних панелей, призначених для розміщення в тропічній прісній воді.
Дослідницька група використовувала методологію поверхні відгуку (RSM), засновану на центральному композитному дизайні (CCD). CCD – це спеціальна методологія планування експерименту, яка відповідає моделям RSM, які можуть представити зв’язок між вхідними та вихідними факторами наплаваюча фотоелектрична система. Крім того, команда досліджувала економічну життєздатність плавучих двосторонніх фотоелектричних проектів.
«Наше дослідження об’єднує глобальну перспективу сонячних технологій, акцентуючи увагу на аналізі чутливості параметрів конструкції та кореляції посилення потужності за допомогою RSM», — сказали вчені. «Ми прагнемо оптимізувати висоту двосторонньої сонячної панелі, кут азимута та глибину води, просуваючи стійкі енергетичні рішення в двостороннійплаваюча фотоелектрична система."
У рамках розробки CCD дослідники побудували дві фотоелектричні системи на даху в Вірудхунагар, південна Індія. Кожен використовував двосторонні фотоелектричні модулі потужністю 395 Вт, встановлені або на звичайній поверхні, пофарбованій білою фарбою, або на резервуарі для прісної води з білою фарбою на дні.
Обидві системи були протестовані на висоті панелі 25 см, 87,5 см або 150 см і куті нахилу 45 градусів, 90 градусів і 135 градусів. Фотоелектричну систему, встановлену над водою, також тестували на різних глибинах води 2 см, 6 см і 10 см. Температура, напруга та струм панелі були перевірені при різних рівнях освітленості та швидкості вітру.
«Дані, зібрані під час цих тестів, були проаналізовані за допомогою RSM, щоб зрозуміти вплив багатьох змінних», — сказали вчені. «Цей всебічний збір даних включав моніторинг ключових показників ефективності, таких як вихідна потужність і двостороннє посилення. Мета полягала в тому, щоб визначити вплив різних методів охолодження на ефективність панелей BFS, з особливим акцентом на реальних сценаріях».
За результатами квадратичної моделі, оптимізаційної моделі для RSM, оптимальні результати були отримані при висоті панелі 100 см, глибині води 6 см і куті нахилу 90 градусів. У цьому випадку прогнозована вихідна потужність становила 397,68 Вт, і було зафіксовано двостороннє посилення з високою точністю 10,39.
Крім того, запропонована прісноводна поверхня (PFS) досягла від 4,34% до 4.86% приросту двосторонньої ефективності при різних рівнях опромінення порівняно зі звичайною білою поверхнею (CWS). «Під опроміненням 950 Вт/м2 прісноводне охолодження досягає на 3,19% більшого двостороннього посилення, ніж охолодження CWS», — додала група.
«Аналіз панелі температури показує постійне зниження при охолодженні прісною водою в діапазоні від 1,43 C до 2,72 C, підвищуючи загальну ефективність і довговічність», — підсумували вони. «З дещо вищими щоденними витратами на електроенергію в 10,979 рупій (0,13 дол. США) порівняно з 10,75 рупій для CWP, PFW пропонує швидший період окупності 4,52 років проти 4,62 років для CWP, що підкреслює його економічну життєздатність і ефективність. "
