研究人员已经确定，将太阳能电池阵列彼此分开更远可以在经济性和效率方面都有好处。图片来源：维尔纳·斯洛库姆
根据一项新的分析，在某些情况下，将一排排太阳能电池板移得更远可以提高效率并提高经济性，因为它允许更大的气流带走一些热量。
太阳能电池板通过捕获阳光并将其转换为电能来工作，但随之而来的热量会略微降低其功率输出。该分析超越了仅考虑阳光量，风速和环境温度的当前操作假设。
“但实际上，当你看到系统的布局时，比如模块的间距，它们的角度，离地的高度 - 这都会影响气流，”国家可再生能源实验室（NREL）的研究员Matthew Prilliman说，他的专长包括模拟光伏（PV）系统的性能。
Prilliman是论文“通过改变阵列间距改变光伏阵列对流冷却的技术经济分析”的主要作者，该论文发表在 IEEE光伏杂志上 。NREL的其他合著者是珍妮·基思和蒂姆·西尔弗曼。在NREL之外，合著者是波特兰州立大学的莎拉·史密斯和劳尔·巴约安·卡尔，以及来自盐湖城犹他大学的马克·卡拉夫和布鲁克·斯坦尼斯拉夫斯基。（斯坦尼斯拉夫斯基现在和NREL在一起。
就对组件电输出的影响而言，光伏组件的温度仅次于它所接收的阳光量。模块的最大功率输出每增加一度，模块的最大功率输出就会下降0.3%至0.5%。阳光是模块温度的主要驱动因素，风速具有次要影响。
该分析依赖于NREL的系统顾问模型，表明行之间的更大间隔将通过允许气流冷却太阳能模块来提高PV系统的性能。Prilliman说，以前使用的计算机模型很少考虑由阵列配置方式的差异引起的传热变化。
“这是相对未开发的领域，”他说。
该研究可能与农业光伏的生长领域特别相关，其中作物种植在太阳能电池板附近或下方。不同布局的土地用途变化会影响作物的放置，进而影响风流。
“增加间距可以使更多品种的作物和更多类型的农业设备在农业光伏系统中使用，”Jordan Macknick说，他领导了一个不同的NREL研究项目，专注于农业光伏。“这可能会使这些间隔的太阳能系统更具成本效益，并与更大规模的农业兼容。
通过进一步疏远面板，太阳能模块上的地面反射辐照度增加，并且组件相互投射阴影的发生率降低。增加的间距还允许更大的风流，这可能导致更低的模块温度和更高的能量输出。
研究人员没有具体说明面板之间的距离应该有多远，因为每个光伏系统都是不同的，并且取决于当地的条件。他们确实指出，最大的改善来自年平均环境温度低和年平均风速适中到高的气候。
研究人员发现，更大的行间距会带来额外的成本。值得注意的是，随着阵列的间隔越来越大，需要更多的土地。此外，随着阵列更加分散，布线成本也会增加。至关重要的是，研究人员确定在许多情况下，收益大于成本。
更多信息： Matthew Prilliman等，通过改变阵列间距改变光伏阵列对流冷却的技术经济分析， IEEE光伏学报 （2022）。 DOI： 10.1109/JPHOTOV.2022.3201464