Innowacyjna konstrukcja

Naukowcy ze szwedzkiego uniwersytetu Mälardalen opracowali koncepcję rotacyjnego zestawu fotowoltaicznego do zastosowania w chłodniach kominowych elektrowni cieplnych. Proponowany model może obracać się nie tylko wokół własnej osi, ale i wokół wieży chłodniczej, podążając za Słońcem!

Wśród zalet takiego rozwiązania wymienia się tańsze koszty instalacji niż w przypadku instalacji naziemnych lub dachowych. Powodem niższej ceny jest bliskość sieci. Rozwiązanie może również pozwolić państwom o ograniczonej powierzchni na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w większym stopniu.

Naukowcy brali pod uwagę cztery rozwiązania:

  • z unieruchomionymi panelami słonecznymi na wieży chłodniczej o azymucie 0° i kącie pochylenia 15°,
  • z panelami obracającymi się wokół własnej osi ze stałym azymutem 0°,
  • z modułami obracającymi się wokół wieży chłodniczej przy stałym kącie nachylenia 15°,
  • z rotacyjnymi panelami, wspólnie regulując kąt nachylenia i azymut.

 

Przykład konstrukcji z regulowanym kątem pochylenia i azymutem źródło: Mälardalen University

Jaki obszar możemy wykorzystać?

Okazuje się, że najlepszą równowagę między mocą wyjściową, a efektywnością pozyskiwania energii można osiągnąć przy pokryciu 1/6 zewnętrznej powierzchni wieży chłodniczej. W tej sytuacji moduły fotowoltaiczne należałoby ustawić pod kątem nachylenia od 60° do 90°.

Zautomatyzowany system mógłby utrzymywać panele słoneczne prostopadle do promieni słonecznych. Naukowcy podkreślili, że obszar pomiędzy modułami powinien stanowić ~20% całkowitej powierzchni paneli.

Wyniki symulacji

Naukowcy, jako przedmiot analizy, wybrali elektrownie cieplne z wieżami chłodniczymi w Chinach. Wybór państwa nie jest przypadkowy – w ich granicach zlokalizowanych jest ponad 2000 chłodni kominowych, które tylko czekają, aby stać się dodatkowym źródłem energii.

Według analiz uniwersytetu Mälardalen – chłodnie kominowe elektrowni cieplnej Wujing mogłyby zostać pokryte 2 405 modułami o mocy 365 W. Łącznie moduły zajmowałyby wtedy powierzchnię wynosząca 4 766,8 m2, a ich całkowita moc osiągnęłaby poziom 1,76 MW.

Optymistyczne przewidywania

Koszty jakie przewidujemy to około ~1 $/W. Szacujemy, że koszty instalacji są podobne do wytwarzania energii fotowoltaicznej na dachu, bez kosztów związanych z zajmowaniem gruntów. Jako że system można obracać – wydajność może być wyższa niż wytwarzanie energii fotowoltaicznej na dachu – mówi koordynator badań Jinyue Yan.

Według badacza, koszt energii elektrycznej LCOE proponowanego systemu fotowoltaicznego z konfiguracjami stałymi lub obrotowymi jest niższy niż lokalna cena energii fotowoltaicznej w badanych elektrowniach, co wskazuje na możliwość osiągnięcia parytetu sieci.

Czy w niedalekiej przyszłości widok paneli słonecznych na chłodniach kominowych stanie się czymś powszechnym? Czas pokaże.

Artykuł opracowany na podstawie pracy naukowej “A celestial motion-based solar photovoltaics installed on a cooling tower”

Redakcja GLOBEnergia