Oamenii de știință din Coreea de Sud au proiectat noi module fotovoltaice cu forme atât dreptunghiulare, cât și triunghiulare și celule solare conectate în paralel, despre care au spus că au o toleranță mai mare la umbrirea parțială în comparație cu celulele conectate în șiruri. Se pare că panourile sunt mai puțin sensibile la geometrii de umbrire parțială decât modulele în șindrilă. Oamenii de știință conduși de Institutul de cercetare în domeniul electrotehnologiei din Coreea au dezvoltat noi module solare rezidențiale de înaltă tensiune de suprafață mică (SAHiV), despre care au declarat că sunt concepute pentru a rezista la o umbrire parțială ridicată.
Cercetătorii au proiectat panouri cu forme atât dreptunghiulare, cât și triunghiulare și celule solare conectate în paralel, care au o toleranță mai mare la umbrirea parțială în comparație cu celulele conectate în șiruri. “Cu toate acestea, tensiunea modulului va fi foarte scăzută într-o conexiune paralelă”, au mai subliniat ei. “Proiectarea unui modul cu conexiuni paralele de celule de înaltă tensiune și curent redus este o soluție de bază, dar este imposibilă cu celulele solare din comerț.”
Academicienii au împărțit celulele convenționale cu dimensiuni de 60 mm × 60 mm în 12 celule cu forme triunghiulare și dreptunghiulare, cu dimensiuni de 15 mm × 20 mm și, respectiv, 30 mm × 20 mm.
“Am conectat 12 celule în șiruri pentru a deveni un subgrup pentru a forma o celulă pseudo-înaltă de tensiune și curent redus cu aceleași dimensiuni ca o celulă convențională”, au spus ei. “Acest design diferă de cel al celulelor în șindrilă, în care un modul este împărțit în patru sau șase bucăți dispuse în șiruri pe lungime și subgrupuri de șiruri conectate pentru a se grupa cu conexiuni paralele în lateral.”
Panourile shingled prezintă o structură fără bare colectoare, în care doar o mică parte din celule nu sunt expuse la lumina soarelui. Celulele sunt lipite cu un adeziv conductiv electric pentru a forma un șir de înaltă densitate shingled, iar benzile rezultate sunt conectate. Numărul redus de bare colectoare reduce pierderile de umbrire.
Cu aceste celule, grupul de cercetare a construit module solare cu dimensiuni de 240 mm x 180 mm și cu o suprafață activă de 432 cm2. Ei au construit, de asemenea, un modul shingled cu patru celule de subgrup, în care fiecare celulă de subgrup era formată din 12 celule de șir, și un modul SAHiV cu 12 celule de subgrup, în care fiecare celulă de subgrup era formată din 12 celule de șir. În cele din urmă, ei au proiectat, de asemenea, un modul triunghiular SAHiV cu 12 celule de subgrup, în care fiecare celulă de subgrup era formată din 12 celule de șir. Printr-o serie de simulări bazate pe Monte Carlo și experimente de verificare, oamenii de știință au testat performanța tuturor panourilor sub diferite tipuri de modele și unghiuri de umbrire, inclusiv opt scenarii de umbrire discretă și cinci scenarii de umbrire continuă. Ei au comparat performanța lor cu cea a unui panou de referință cu șindrilă.
Cercetătorii au declarat că testele au arătat că atât modulele SAHiV, cât și modulele triunghiulare SAHiV sunt mai puțin sensibile la geometrii de umbrire parțială. “Am constatat că modulul triunghiular SAHiV demonstrează o toleranță mai bună la umbrirea parțială în majoritatea scenariilor investigate”, au mai explicat aceștia, menționând că această toleranță la umbrire este deosebit de ridicată în cazul umbririi superficiale de până la 50%.
“Pentru modulele SAHiV și SAHiV triunghiular în modelul de umbrire verticală, ușoare modificări ale suprafeței totale de umbrire au ca rezultat aceeași putere”, a precizat grupul. “Modulele SAHiV sunt rezistente la modificările formei de umbrire, atâta timp cât zona de umbrire este similară.”
Cercetătorii au prezentat arhitectura nouă a modulului în studiul “Small area high voltage photovoltaic module for high tolerance to partial shading”, care a fost publicat recent în iScience. “Rezultatele acestui studiu indică faptul că modulul SAHiV este foarte potrivit pentru aplicații urbane cu umbre imprevizibile și terenuri limitate”, au concluzionat aceștia. “În aceste condiții, modulul SAHiV își va crește performanța de 1,5-3 ori în comparație cu modulele convenționale, maximizând producția de energie electrică.”
