韩国国立韩巴大学的科学家们对建筑集成光伏(BIPV)百叶窗的性能如何受到百叶窗板条自身阴影的影响进行了研究,发现当倾斜角度为90度时可大大降低这种影响。
“这项研究的与众不同之处在于,它强调了光伏百叶窗的遮阳效应,这是一个经常被忽视的因素,”该项研究的通讯作者Jongho Joon在接受《光伏》杂志采访时表示,“由于角度可调,人们普遍认为光伏百叶窗能够比固定光伏模块产生更多的电力,光伏百叶窗也因此受到普遍赞誉,但该研究提醒人们,由于百叶窗板之间、上下板条的遮阳效应,可能会导致其发电性能的大幅下降。”
研究人员对垂直和倾斜条件下固定角度PV百叶窗的性能与固定角度BIPV参考模块的性能进行了比较,并使用现场实验设备和模拟模型来代表现实世界的场景。
科学家们指出:“为了测量输送到已安装模块的辐射,他们在倾斜、垂直和水平面上分别安装了倾斜角度为30度、90度和0度的三个辐射计。”
研究人员们发现,除了90度的角度设置外,光伏百叶窗在不同角度下产生的发电量一直低于参考模块。通常情况下,在韩国,光伏系统的最佳倾斜角度是30度。
“有趣的是,光伏百叶窗在30度角处产生峰值功率,但与参考模块相比,发电量也存在显著差异,”Joon解释道,“这表明,提高发电量会在光伏百叶窗中产生更明显的自遮阳效果。”
科学家们将设置成最佳角度的光伏百叶窗每月的发电量与设置成30度或90度的固定参考模块的发电量进行了比较。光伏百叶窗的发电性能优于固定在90度角的参考模块,但其发电量却比设置成30度时低13%至21%。
科学家们强调说:“这些发现表明,尽管由于上部板块引发的自遮阳效应使其存在局限性,但是调整光伏百叶窗的倾斜角度可以提高发电效率。”
研究小组还研究了用户可能错误设置光伏百叶窗角度的情况。他们将设置在最不理想角度的光伏百叶窗的每月发电量与固定在30度或90度的参考模块进行了
比较。研究发现,两者的发电性能存在明显差异。设置成30度的参考模块的发电量比未准确设置的PV百叶窗高83-86%,但比设置成90度的参考模块少14-28%。
学者们表示:“这强调了准确设置光伏百叶窗角度以最大化发电的重要性”。 他们在《考虑自遮阳效应的光伏百叶窗系统的发电性能评估》的研究中提出了这个新概念,该研究已在《太阳能》杂志上发表。
“值得注意的是,该研究结果没有考虑模块板条和旁路二极管之间串并联连接的影响,”Yoon谈到未来的研究方向时说,“因此,在现实条件下结合这些因素可能会降低光伏百叶窗的发电效率。”
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