W raporcie “PV For Mobility” za 2017 rok Instytut ISE Fraunhofer uznał badania i pomiary dotyczące instalacji PV na dachach samochodów użytkowych za jedno z najważniejszych osiągnięć ubiegłego roku.

Duże powierzchnie dachów samochodów ciężarowych odpowiednim miejsce na instalacje PV?

Szybko spadające koszty ogniw słonecznych otwierają nowe pola zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym. Duże powierzchnie dachowe pojazdów użytkowych np. ciężarowych chłodni nadają się do montażu lekkich modułów PV. Ich celem będzie zoptymalizowanie ilości energii przeznaczonej na zasilanie, zwiększenie zasięgu jazdy oraz zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w sektorze transportu.

Fraunhofer ISE, przy wsparciu z Fraunhofer CSE w Bostonie i we współpracy z trzema firmami przewozowymi chce określić potencjał takiego rozwiązania. W celu badań, sześć specjalnie zaprojektowanych ciężarówek zostało wyposażonych w specjalnie opracowane jednostki pomiaru natężenia promieniowania słonecznego. Pomiary zawierają dane na temat jednominutowego średniego natężenia napromienienia, wygenerowanej mocy, temperatury, położenia i prędkości.
W okresie 15 miesięcy zebrano wyczerpujące dane dotyczących szlaków transportowych w Środkowej i Południowej, Europie, jak również w Ameryce Północnej.

Dane dotyczące rocznych uzysków dla sześciu 40- tonowych naczep z instalacjami PV

Jakie warunki panują na dachu ciężarówki ?

Z danych stało się jasne, że panele na pojazdach komercyjnych pracują w zupełnie innych warunkach niż na konwencjonalnych instalacjach dachowych lub naziemnych. Na przykład średnia temperatura modułu wynosiła 22,6 ° C (z minimum -14.0 ° C i maks. 66,6 ° C), pozytywnie na to wpłynął przepływ powietrza. Ponadto analiza danych pokazała, że średnie natężenie napromienienia wynosiło około 277 W/m2.

Dodatkowo podczas pomiarów zdobyto informacje, że pojazd o największym potencjale produktywności wygenerowałby 7395 kWh/rok, a o najniższym 5297 kWh/rok.

Po przeliczeniu i porównaniu, wyprodukowana ilość energii wpłynęłaby na oszczędność oleju opałowego od 1513 litrów do 2113 litrów rocznie. Kolejne ważne informacje dotyczące długości czasu jazdy i postoju, instalacji systemów fotowoltaicznych pozwalają na ukierunkowanie rozwoju technologii PV do zastosowań w pojazdach we współpracy z partnerami z sektora motoryzacyjnego.

Dlaczego prognozowanie uzysków jest tak ważne ?

Na ilość wygenerowanej energii przez panele fotowoltaiczne wpływa przede wszystkim pozycja słońca względem paneli oraz zachmurzenie. Aby zagwarantować niezawodne i ekonomiczne źródło zasilania w przyszłości, konieczne jest dopracowanie metod prognozowania mocy wytwarzanej przez elektrownie PV.

Obliczenia te są podstawą obrotu energią elektryczną PV na giełdzie oraz są pomocne do zarządzania energią elektryczną w krajach o wysokim współczynniku wykorzystania energii słonecznej. Z drugiej strony sytuacje kryzysowe zazwyczaj rozpoznawane są wcześniej na podstawie prognoz pogody. Dzięki nim działania i korekty mogą być podjęte odpowiednio wcześniej. Dzisiejsza dokładność prognoz pogody przyczynia się do obniżenia kosztów integracji instalacji PV w sieci.

W meteorologii energetycznej opracowywane są algorytmy, dzięki którym można przewidzieć moc fotowoltaiczną dla horyzontów prognozy od kilku minut do kilka dni. Punktem wyjścia dla wiarygodnej prognozy jest ocena aktualnej mocy fotowoltaicznej w czasie rzeczywistym. Jednak, takie dane są określone tylko dla części systemów PV zainstalowanych w Niemczech.

Poza nimi, nie udostępniane są bezpośrednio dane dotyczące mocy dostarczanej do obszarów sterowania operatorów systemów przesyłowych. Do tej pory rzeczywisty pobór mocy PV najlepiej jest oszacować na podstawie dostępnych informacji uwzględniając skalowanie mocy PV.
Dane satelitarne pozwalają na precyzyjne mapowanie natężenia promieniowania słonecznego
Fraunhofer ISE- największy instytut badawczy w zakresie energii słonecznej w Europie, opracował innowacyjne podejście do skalowania mocy fotowoltaicznej w „PV Live” – projekcie dla operatora systemu przesyłowego TransnetBW.

Danymi wejściowymi do skalowania są mierzone w czasie rzeczywistym wartości natężenia napromienienia i symulowane wartości mocy fotowoltaicznej. Przesyłane są do TransnetBW co minutę. W tym celu opracowano stację pomiarową, która jest zoptymalizowana pod kątem wymagań skalowania mocy fotowoltaicznej. Stacje pomiarowe zostały rozlokowane na terenie Badeni-Wirtembergii (na południu Nieniec), są wyposażone w piranometr i krzemowe czujniki zorientowane w różnych kierunkach.

Odległość między sąsiednimi stacjami wynosi od około 15 do 35 kilometrów. Te lokalne pomiary uzupełniają satelitarne mapy irradiancji. Zapewniane są one przez Instytut dla całego obszaru kontrolnego w sieci 4 km w odstępach 15-minutowych.

Satelitarna mapa natężenia promieniowania dla obszaru kontrolnego TransnetBW.

Połączenie pomiarów naziemnych z danymi satelitarnymi ma na celu umożliwienie nowych podejść zwiększających skalowanie i znacznie poprawić jakość prognoz energii generowanej z instalacji PV w porównaniu z istniejącymi podejściami.

Redakcja GLOBEnergia