Une équipe de recherche internationale a créé un dispositif expérimental et un modèle pour optimiserSystème PV flottantpar des panneaux solaires bifaciaux destinés à être déployés sur les eaux douces tropicales.
Le groupe de recherche a utilisé une méthodologie de surface de réponse (RSM) basée sur un plan composite central (CCD). Le CCD est une méthodologie de conception d'expérience spécifique qui s'adapte aux modèles RSM qui peuvent présenter la relation entre les facteurs d'entrée et de sortie au niveauSystème PV flottantEn outre, l’équipe a étudié la viabilité économique des projets photovoltaïques bifaciaux flottants.
« Notre recherche intègre une perspective globale sur la technologie solaire, en mettant l'accent sur l'analyse de sensibilité des paramètres de conception et les corrélations de gain de puissance via RSM », ont déclaré les universitaires. « Nous visons à optimiser la hauteur des panneaux solaires bifaces, l'angle d'azimut et la profondeur de l'eau, faisant progresser les solutions énergétiques durables dans les systèmes bifacesSystème PV flottant."
Dans le cadre de la conception du CCD, les chercheurs ont construit deux systèmes photovoltaïques sur un toit à Virudhunagar, dans le sud de l'Inde. Chacun d'eux utilisait des modules photovoltaïques bifaces de 395 W montés soit sur une surface conventionnelle peinte en blanc, soit sur un réservoir d'eau douce avec de la peinture blanche à sa base.
Les deux systèmes ont été testés avec des panneaux d'une hauteur de 25 cm, 87,5 cm ou 150 cm et un angle d'inclinaison de 45 degrés, 90 degrés et 135 degrés. Le système photovoltaïque monté au-dessus de l'eau a également été testé avec différentes profondeurs d'eau de 2 cm, 6 cm et 10 cm. La température, la tension et le courant du panneau ont été testés à différents niveaux d'irradiance et vitesses du vent.
« Les données recueillies au cours de ces tests ont été analysées à l'aide de RSM pour comprendre l'influence de plusieurs variables », ont déclaré les scientifiques. « Cette collecte de données exhaustive impliquait le suivi d'indicateurs de performance clés tels que la puissance de sortie et le gain bifacial. L'objectif était de discerner l'impact de différentes méthodes de refroidissement sur l'efficacité des panneaux BFS, en mettant l'accent sur les scénarios du monde réel. »
Selon les résultats du modèle quadratique, un modèle d'optimisation pour RSM, les résultats optimaux ont été obtenus à une hauteur de panneau de 100 cm, une profondeur d'eau de 6 cm et un angle d'inclinaison de 90 degrés. Dans ce cas, la puissance de sortie prévue était de 397,68 W et un gain bifacial de haute précision de 10,39 a été enregistré.
De plus, la surface d'eau douce proposée (PFS) a permis d'obtenir un gain de 4,34 % à 4,3 % d'efficacité bifaciale à différents niveaux d'irradiation par rapport à la surface blanche conventionnelle (CWS). « Sous une irradiation de 950 W/m2, le refroidissement par eau douce permet d'obtenir un gain bifacial supérieur de 3,19 % à celui du refroidissement CWS », a ajouté le groupe.
« L'analyse de la température des panneaux montre des réductions constantes avec le refroidissement par eau douce, allant de 1,43 °C à 2,72 °C, améliorant l'efficacité globale et la longévité », ont-ils conclu. « Avec des coûts énergétiques quotidiens légèrement plus élevés de 10,979 Rs (0,13 $) contre 10,75 Rs pour le CWP, le PFW offre une période de retour sur investissement plus rapide de 4,52 ans contre 4,62 ans pour le CWP, ce qui met en évidence sa viabilité économique et son efficacité. »
