Forscher der Hamad Bin Khalifa University (HBKU) in Katar untersuchten das Potenzial bifazialer Ost-West-orientiertervertikale PV (Solarzaun)Installationen zur Eindämmung der Verschmutzung in Wüstenklimata und haben herausgefunden, dass diese Systeme im Vergleich zu konventionellen Anlagen eine bis zu 9,2 % höhere Stromerzeugung haben können. In dem Papier „Bewertung vertikaler bifazialer Ost-West-Photovoltaiksysteme in Wüstenumgebungen: Energieertrag und Verschmutzungsminderung, veröffentlicht inSonnenenergieerklärten die Forscher, dass ihreVertikaler PV-Solarzaunsoll die Reinigungskosten und die Stromgestehungskosten (LCOE) bei Projekten in Wüstengebieten senken. „Diese Forschung ist entscheidend für die Optimierung der Energieproduktion und die Senkung der Wartungskosten in trockenen Regionen, wo die Auswirkungen von Verschmutzung erheblich sind“, betonten sie.
Das Forschungsteam führte eine Reihe von Tests in der Outdoor Test Facility (OTF) des Qatar Environment and Energy Research Institute (QEERI) in Doha, Katar, durch. Der Versuchsaufbau bestand aus vier bifazialen n-Typ-, 60-Zellen-, 270 W-, rahmenlosen Glas-Glas-Modulen. Zwei der Module wurden in der herkömmlichen Breitenneigung etwa 1,1 m über dem Boden installiert, während die anderen beiden in der vertikalen Ost-West-Konfiguration etwa 0,8 m über dem Boden eingesetzt wurden.
Die Wissenschaftler reinigten wöchentlich ein Modul jeder Konfiguration, während die anderen absichtlich verschmutzt blieben.
Die Tests zeigten, dass die geneigte Anordnung von September bis März eine um 11,4 % höhere Einstrahlung erhielt als das vertikale Modul, während das vertikale Modul zwischen April und August eine um 5,2 % höhere Einstrahlung erhielt. „Dieses Muster entspricht der saisonalen Sonnenbahn in Doha, die im Winter geneigte Module und im Sommer vertikale Module begünstigt“, betonten die Wissenschaftler und stellten fest, dass das geneigte Modul im gesamten Jahr 2022 eine um etwa 4,5 % höhere Einstrahlung erhielt als das vertikale Modul.
Der Test zeigte jedoch auch, dass geneigte Module über einen Zeitraum von etwa drei Jahren Verschmutzungsverluste von bis zu 60 % bei monofazialen Modulen und bis zu 45 % bei bifazialen Modulen aufwiesen, während die vertikalen Module „vernachlässigbare“ Verschmutzungsverluste aufwiesen. „Darüber hinaus zeigten saubere vertikale bifaziale Module während der Sommermonate, wenn die Verschmutzungsraten in Katar die höchsten Werte erreichen, eine durchschnittliche Kapazität von 3,8 % und bis zu 9,2 % mehr Energie als saubere geneigte bifaziale Module“, betonten die Forscher.
Abschließend sagten sie, dass vertikale PV-Anlagen in Wüstenklimaten eine echte Alternative zu herkömmlichen PV-Systemen darstellten, da an diesen Standorten „Verschmutzung und hohe Temperaturen mit dem Spitzenenergiebedarf zusammenfallen“.
„Zukünftige Forschungen umfassen weitere Untersuchungen zur langfristigen Leistung, Haltbarkeit und wirtschaftlichen Machbarkeit größerer vertikaler bifazialer PV-Systeme in Wüstenklima und anderen Umgebungen mit hoher Verschmutzungsrate“, fügten sie hinzu.
