Wissenschaftler der Hanbat National University in Südkorea haben untersucht, wie die Leistung von gebäudeintegrierten Photovoltaik-Jalousien (BIPV) durch den von den Jalousienlamellen selbst erzeugten Schatten beeinflusst wird, und haben herausgefunden, dass ein Neigungswinkel von 90 Grad diesen Effekt stark reduzieren kann.
„Was diese Forschung auszeichnet, ist ihr Schwerpunkt auf Verschattungseffekten im Zusammenhang mit PV-Jalousien, ein Faktor, der oft übersehen wird“, sagt Jongho Joon, korrespondierender Autor der Studie. „Obwohl die Fähigkeit von PV-Jalousien allgemein gelobt wird, aufgrund ihrer einstellbaren Winkel potenziell mehr Strom zu erzeugen als feste PV-Module, macht die Studie auf die erhebliche Verringerung der Betriebsleistung aufmerksam, die aufgrund von Verschattungseffekten zwischen, über und unter den Jalousienlamellen auftreten kann.“ ."
Die Forscher verglichen die Leistung einer PV-Jalousie mit festem Winkel, die unter vertikalen und geneigten Bedingungen unter vertikalen und geneigten Bedingungen betrieben wird, mit der Leistung eines Referenz-BIPV-Moduls mit festem Winkel. Sie verwendeten sowohl eine experimentelle Feldanlage als auch ein Simulationsmodell, um reale Szenarien darzustellen.
„Um die Strahlung zu messen, die dem installierten Modul zugeführt wird, wurden drei Pyranometer auf 30 Grad, 90 Grad bzw. 0 Grad für geneigte, vertikale und horizontale Ebenen installiert“, erklärten die Wissenschaftler.
Die Forscher stellten fest, dass die PV-Jalousien, abgesehen von einer Winkeleinstellung von 90-Grad, bei wechselnden Winkeln dauerhaft weniger Strom erwirtschafteten als das Referenzmodul. Normalerweise beträgt der optimale Winkel für PV-Anlagen in Korea 30 Grad.
„Interessanterweise erzeugten die PV-Jalousien bei diesem Winkel von 30 Grad Spitzenleistung, es wurde jedoch auch eine erhebliche Diskrepanz in der Stromausbeute im Vergleich zum Referenzmodul festgestellt“, erklärte Joon. „Dies deutet darauf hin, dass ein höherer Stromertrag zu stärkeren Selbstverschattungseffekten bei PV-Jalousien führt.“
Die Wissenschaftler verglichen den Stromertrag von PV-Jalousien bei ihren monatlich optimalen Winkeln mit dem festen Referenzmodul, das auf 30 Grad oder 90 Grad eingestellt war. Die PV-Jalousien übertrafen das Referenzmodul, das in einem Winkel von 90- Grad befestigt war, allerdings war ihr Stromertrag um 13 bis 21 Prozent geringer als bei einem Winkel von 30- Grad.
„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Anpassung des Winkels von PV-Jalousien die Effizienz der Stromerzeugung verbessern könnte, obwohl es aufgrund der Selbstverschattungseffekte, die durch das obere Lamellenmodul ausgelöst werden, Einschränkungen gab“, betonten die Wissenschaftler.
Die Forschungsgruppe untersuchte auch Szenarien, in denen Benutzer den Winkel von PV-Jalousien falsch einstellen könnten. Sie verglichen die Stromausbeute von PV-Jalousien, die jeden Monat in ihrem ungünstigsten Winkel eingestellt waren, mit dem Referenz-Lamellenmodul, das entweder auf 30 Grad oder 90 Grad fixiert war. Es wurden deutliche Unterschiede in der Leistung der Stromerzeugung festgestellt. Das Referenzmodul bei 30 Grad lieferte 83-86 Prozent mehr Strom als die falsch ausgerichteten PV-Jalousien, während es 14-28 Prozent weniger Strom lieferte als das Referenzmodul bei fixiertem 90-Grad-Winkel.
„Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, den Winkel von PV-Jalousien genau einzustellen, um die Stromerzeugung zu maximieren“, erklärten die Wissenschaftler.
Sie stellten das neue Konzept in der Studie „Leistungsbewertung von PV-Jalousiensystemen unter Berücksichtigung von Selbstverschattungseffekten“ vor, veröffentlicht inSolarenergie.
„Es ist wichtig zu beachten, dass die Ergebnisse die Auswirkungen von Reihen-Parallel-Verbindungen zwischen Lamellenmodulen und Bypass-Dioden nicht berücksichtigt haben“, sagte Yoon und bezog sich dabei auf die zukünftige Richtung der Forschung. „Daher kann die Einbeziehung dieser Faktoren unter realen Bedingungen möglicherweise die Stromerzeugungseffizienz von PV-Jalousien verringern.“
