Wissenschaftler aus Indonesien haben die Auswirkungen der Verschattung auf das Performance Ratio (PR) einer PV-Anlage untersucht, indem sie verschiedene Azimut- und Neigungswinkel des Solarmoduls berücksichtigten.
Der PR ist ein Parameter, der das Verhältnis zwischen der tatsächlichen und der theoretischen Stromproduktion einer PV-Anlage definiert und weitgehend unabhängig vom Standort und der Ausrichtung einer Anlage ist. Dieser Wert wird verwendet, um zu verstehen, wie effizient die PV-Anlage arbeitet.
„Frühere Studien haben sich hauptsächlich darauf konzentriert, wie sich Verschattung auf die Energieproduktion einer PV-Anlage auswirkt“, heißt es in der Studie.
Mithilfe der Software PVsyst analysierten die Wissenschaftler die Verschattungseffekte einer PV-Dachanlage, die auf dem Verwaltungsgebäude des Polytechnic State of Ujung Pandang in Makassar, der größten Stadt Ostindonesiens, installiert wurde.
„Die PVsyst-Software wurde eingesetzt, um den Verschattungseffekt, das Verlustdiagramm und die PR über das gesamte Jahr hinweg zu bewerten“, sagte die Forschungsgruppe. „Das vorgeschlagene System untersucht auch die Finanzanalyse des geplanten PV-Systems, nämlich Amortisationszeit (PBP) und Kapitalrendite (ROI).“
Für die geplante Anlage wurde davon ausgegangen, dass sie über zwei Strings mit jeweils neun PV-Modulen verfügt. Jedes Panel hatte unter Standardtestbedingungen eine Nennleistung von 420 W, was einer Gesamtleistung von 7,56 kW für das gesamte System aus 18 Modulen entspricht. Die Forscher gingen außerdem davon aus, dass das System überschüssigen Strom im Rahmen eines Net-Metering-Systems an das Netz verkaufen würde.
Die Analyse berücksichtigte lokale globale horizontale Strahlung, horizontale diffuse Strahlung, Umgebungstemperatur, globale einfallende Strahlung und effektive globale Strahlung. Alle diese Faktoren wurden dann verwendet, um die tatsächlich von der PV-Anlage erzeugte Energie, die in das Netz eingespeiste Energie und den PR zu berechnen.
„Im Allgemeinen gibt es im indonesischen Klima nur zwei unterschiedliche Jahreszeiten: trocken und regnerisch, die beide relativ sind“, sagten die Wissenschaftler. „Die Trockenzeit beginnt im April und dauert bis September, wobei jede dieser beiden Jahreszeiten sechs Monate dauert. Dann beginnt Ende September bis März die Regenzeit.“
Basierend auf diesen Bedingungen wurden vier Szenarien getestet: Design{{0}} mit einem Neigungswinkel von 14 Grad und einem Azimut von -90 Grad; Design-2 mit einem Neigungswinkel von 13 Grad und einem Azimut von 90 Grad; Design-3 mit einem Neigungswinkel von 10 Grad und einem Azimut von 0 Grad; und Design-4 mit einem Neigungswinkel von 15 Grad und einem Azimut von 180 Grad.
Laut den Forschern erzielte Design{{0}} die besten Ergebnisse mit einem PR von 0.817, einem PBP von 7,8 Jahren und einem ROI von 155,2 %. Design-4 hingegen erzielte mit einem PR von 0.815, einem PBP von 8,6 Jahren und einem ROI von 131,8 % die schlechtesten Ergebnisse. Design-1 und Design-2 erzielten ähnliche Ergebnisse, wobei beide einen PR von 0,816 und einen PBP von 8,2 Jahren aufwiesen. Design-1 hatte einen ROI von 145,2 %, während Design-2 144,3 % hatte.
„Deshalb wird empfohlen, das Design-3 zu nutzen, um die beste PR und Investition zu erzielen“, schlussfolgerten die Wissenschaftler.
