Efekt chłodnego dachu pod moduły bifacjalne – czy to się opłaca?
Zazwyczaj dobierając kolor i materiał dachu kierujemy się generalnie walorami estetycznymi. Okazuje się, że zwłaszcza prosumenci powinni zastanowić się chwilę dłużej nad właściwościami swojego dachu. Jak dowodzą ostatnio przeprowadzone badania, fotowoltaika najbardziej lubi tzw. “chłodne dachy”.
Redakcja GLOBEnergia
- Moduły bifacjalne są w stanie wygenerować najwięcej energii pracując nad powierzchnią typu CF.
- Pozwala to na generację energii większej o 8,6% w porównaniu z modułem jednostronnym.
- Możliwe zyski finansowe oszacowano na około 18,3 EUR/kWp/rok.
Nie tylko zmniejszanie temperatury
Jaki wpływ na wydajność fotowoltaiki ma kolor dachu? Otóż okazuje się, że duży. Mało tego, można nawet tak dobrać materiały dekarskie by celowo zwiększyć albedo powierzchni dachu. W świecie branżowym już nawet funkcjonuje dedykowana nazwa dla takich powłok - “cool roofs” (CF), czyli po prostu chłodne dachy. W dużym skrócie tak nazywa się powłoki materiałowe zdolne do skutecznego odbijania promieniowania słonecznego. Takie materiały w znaczny sposób ograniczają nagrzewanie się budynków w najupalniejsze dni w roku. Dodatkowo ograniczają efekt miejskiej wyspy ciepła. Kiedy to na długo po zachodzie słońca w mieście wciąż panuje upał. Powłoki CF są szeroko dostępne na rynku. Stosowane jako środek do obniżenia temp. wewnątrz budynku. Idealnie mogłyby się dawać do systemów fotowoltaicznych na dachu. Można je zaimplementować do istniejącego już systemu bifacjalnego bądź do instalacji tworzonej na bieżąco.
Czy nadają się do PV?
Takie powłoki typu CF były przedmiotem badań hiszpańsko-algierskiej grupy badaczy. Konkretnie pod lupę wzięli możliwości jakie CF dają uzyskom generacji z dachowej bifacjalnej fotowoltaiki.
Wszystko zaczyna się od tego, że wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, sprawność modułów fotowoltaicznych spada. W kategorii fotowoltaiki dachowej przyrost temp. otoczenia najłatwiej będzie ograniczyć zmianą powłoki dachowej. Zmianą na taką powłokę, która większość promieniowania słonecznego będzie odbijać, a nie pochłaniać. Tym samym ograniczy się jej nagrzewanie. W tym miejscu pojawia się również kolejny korzystny aspekt względem modułów bifacjalnych. Odbite promieniowanie trafia wprost na tylną taflę modułu.
Grupa badaczy analizowała jak dobrać powłokę CF by zmaksymalizować zyski energetyczne. Stanowisko testowe znajdowało się na budynku w Barcelonie. Zbudowana instalacja składała się z czterech systemów fotowoltaicznych, każdy składający się z trzech dwustronnych modułów fotowoltaicznych połączonych szeregowo. Systemy to kolejno: referencyjny układ jednostronny, dwustronny układ nad standardowym podłożem, dwustronny układ nad podłożem pokrytym zimnym dachem oraz dwustronny układ nad normalnym podłożem z innymi typami modułów fotowoltaicznych. We wszystkich systemach naukowcy wykorzystali moduły o mocy 320 W od JA Solar i falowniki o mocy 1,5 kW firmy Solax. Okres badań trwał od kwietnia 2020 r. do listopada 2021 r. Warto dodać, że w miesiącach zimowych otaczające budynki rzucały cienie na moduły.
Wszystkie zestawy modułów zostały ustawione w kierunku południowym, zachowując azymut wynoszący 163 stopnie. Same moduły zostały nachylone pod kątem 34 stopni do podłoża. Przerwa między dolną krawędzią modułu a powierzchnią dachu wyniosła 50 centymetrów, a odstępy między poszczególnymi rzędami zostały ustalone na 3 metry.
Wyniki analizy jednoznacznie wykazały, że moduły bifacjalne są w stanie wygenerować najwięcej energii pracując nad powierzchnią typu CF.
Zastosowanie zimnego dachu i paneli dwustronnych pozwoliło na generację energii większą o 8,6% w porównaniu z modułem jednostronnym. Przekłada się to na zyski finansowe w wysokości około 18,3 EUR/kWp/rok. Co więcej, powłoka CF może pomóc obniżyć temperaturę podłoża w niezacienionych obszarach latem o -3,8°C. Co przynosi potencjalne oszczędności w zakresie chłodzenia budynku.
Źródło: PV magazine
