系统工程

双面太阳能+追日系统 强强联手效率提升35%

2020-07-03 16:38:12 中国家电网

根据过去研究,双面太阳能可以增加 20% 发电效益,加速太阳能案场或屋顶太阳能回本,那么若再加上追日系统的话,效能可以增加多少?最近新加坡科学家研究,双面太阳能与追日系统的组合,能增加 35% 发电效益,平均电价可降 16%。

目前常见的太阳能板装设方法,主要采用固定式安装,将太阳能板设置在屋顶、固定式支架上,仅有正面捕捉日照,太阳能模块没办法追日逐光、追踪太阳轨迹并调整最佳角度,同时也因为采固定式,太阳能模块也只会在一侧装设太阳能电池。

不过为了在有限的空间最大化发电效益,最近不断有研究提到双面太阳能的优点,这种两面都装有太阳能电池的模块,除了正面的电池能吸收阳光,背面模块也能吸收地面反射光与漫射光,可大幅提高太阳能发电效益,目前也有愈来愈多案场开始采用双面太阳能技术,像是欧洲、日本等高纬度容易下雪国家,背面模块就可以吸收地面积雪的反光,提高发电量,近期研究也指出,双面太阳能可增加 15-20% 发电效益。

而增加土地利用率的方法不只有一种,追日太阳能系统也能提高发电效益,其中追日型的支架还有分单轴与双轴型,单轴可东西向转动,适合南北向的太阳能数组,双轴型则能 360° 旋转,可因应太阳在不同的季节的位置,追踪太阳方位角、高度角,最大程度收集日照,虽然会额外增设成本,但依照设置气候,单轴型可增加 10-25% 发电量,双轴最多更可额外带来 45% 发电量。

现在由 Carlos Rodríguez-Gallegos 带领的新加坡国立大学的新加坡太阳能研究所(SERIS)团队则好奇,若双面太阳能与追日型强强连手,可为案场带来多大效益?

团队透过 NASA 的地球云层和辐射能量系统(CERES)与来自 3 个不同机构的地球日照模式现场数据,再分析各家太阳能模块的额定容量,最后发现单轴型双面太阳能板可增加 35% 发电量,双轴型+双面的效益更高,能提升 45%。

同时团队还有考虑到各国的装置成本、建造与维运成本,毕竟不管是追日型还是双面型模块,都会让案场成本增加,团队也有一同研究追日双面型太阳能是否能降低整体成本,最后发现均化发电成本( LCOE)可降 16%,也就是说,太阳能电厂在预期寿命内产生每度电的电力所需的成本,比一般的电厂还要便宜许多。

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