米国エネルギー省の国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) が率いる研究チームは、大規模な太陽光発電所で熱流伝達を使用して太陽電池モジュールを冷却する新しいアプローチを提案しました。

それらのモデリングでは、列の間隔、モジュール パネルの高さ、傾斜角度などの要因が考慮されます。スケール入力は、太陽電池モジュールの周囲または中を通る空気の空間を示すためにも使用されます。対照的に、標準モデルでは、通常使用される長さはモジュール サイズの比率であり、PV プラントの構成は無視されます。

「熱対流伝達曲線は、計算による流れのシミュレーションと風洞実験によって生成され、熱対流伝達を、PV アレイ全体の間隔を単一の長さ単位で表すギャップ長スケール値として記述することができます」と科学者は述べています。ギャップ長スケールを使用すると、発電精度が 1.5% 向上する可能性があります。

彼らの技術経済分析では、アリゾナ州フェニックスにある1 MW の南向き PV システムを、さまざまな列間隔または地表被覆率 (GCR) で 30 度の固定傾斜角で設置したと見なしました。年間の土地賃貸料は $0.054/m2 と仮定しました。PV プラントの列間隔は 2 m から 11 m まで変化し、GCR 値 0.73 から 0.08 に対応します。

農業用太陽光発電に焦点を当てた別の NREL 研究プロジェクトを率いるジョーダン・マックニック氏は、次のように述べています。「これにより、これらの間隔を空けて配置されたソーラー システムが、より費用対効果が高く、大規模な農業に適合するようになる可能性があります。」

モデリングを通じて、チームは最適な均等化エネルギー コスト (LCOE) ポイントを 0.29 ドル/kWh と決定し、列の間隔は 4.83 ～ 7.34 メートルの間で変化させました。LCOE は、2 メートルの間隔で $0.33/kWh、11 メートルの間隔で $0.36/kWh でした。

チームは、米国の年間平均気温が低く、年間平均風速が中程度から高い気候で、LCOE が最大に改善されることを発見しました。彼らは、IEEE Journal of Photovoltaics に掲載された最近の研究「可変アレイ間隔による太陽光発電アレイの対流冷却の技術経済分析」でモデルを提示しました。

太陽電池モジュールの対流冷却を使用するためのその他の推奨事項には、PV パネルを密集させ、風向とモジュールの傾きを考慮することが含まれます。