Μετά από διάφορες άλλες τεχνολογικές καινοτομίες στην αγορά των ΑΠΕ, τώρα φαίνεται ότι βρισκόμαστε μπροστά στην έλευση των κάθετων φωτοβολταϊκών.
Όπως αναφέρει το PV Magazine, Γερμανοί ερευνητές εξέτασαν τον τρόπο με τον οποίο τα κάθετα φωτοβολταϊκά συστήματα θα μπορούσαν να παρέχουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε περιόδους υψηλότερης ζήτησης, επιτρέποντας παράλληλα υψηλότερο επίπεδο εκμετάλλευσης για τις γεωργικές δραστηριότητες.
Ειδικότερα, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Λειψίας εξέτασαν τον πιθανό αντίκτυπο της ανάπτυξης κάθετων φωτοβολταϊκών συστημάτων προσανατολισμένων στη δύση-ανατολή σε μαζική κλίμακα στη γερμανική αγορά ενέργειας. Έχουν διαπιστώσει ότι τέτοιες εγκαταστάσεις θα μπορούσαν να έχουν ευεργετική επίδραση στη σταθεροποίηση του δικτύου της χώρας, επιτρέποντας παράλληλα μεγαλύτερο συνδυασμό με τις γεωργικές δραστηριότητες από ό, τι συμβαίνει με τις συμβατικές επίγειες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το μοντέλο EnergyPLAN που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Aalborg στη Δανία. Χρησιμοποιείται συνήθως για την προσομοίωση της λειτουργίας των εθνικών ενεργειακών συστημάτων σε ωριαία βάση, συμπεριλαμβανομένων των τομέων της ηλεκτρικής ενέργειας, της θέρμανσης, της ψύξης, της βιομηχανίας και των μεταφορών. Βοηθά στην πρόβλεψη του πώς θα μπορούσε να μοιάζει το γερμανικό ενεργειακό σύστημα με περισσότερα κάθετα φωτοβολταϊκά έως το 2030.
«Μόνο δύο παράμετροι ποικίλλουν συστηματικά: πρώτον, το μερίδιο της εγκατεστημένης ισχύος των διαφόρων παραλλαγών φωτοβολταϊκών και δεύτερον, το αν θα ενσωματώνεται μια μεγάλης κλίμακας αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας ή όχι», ανέφεραν οι ερευνητές.
Για τα συμβατικά επίγεια συστήματα, οι επιστήμονες εξέτασαν μια γωνία κλίσης 20 μοιρών και μια μέση εκτιμώμενη απόδοση ενέργειας 1.020 Wh / W. Για τα αμφίπλευρα κατακόρυφα προσανατολισμένα στα δυτικά-ανατολικά συστήματα, υποθέτουν συντελεστή αμφίπλευρης κλίσης 90% και ετήσια ενεργειακή απόδοση 999 Wh/W, ενώ για κάθετα συστήματα με προσανατολισμό βορρά-νότου η ετήσια απόδοση ενέργειας υπολογίζεται στα 926 Wh/W.
«Στο μοντέλο μας η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας για το 2030 αυξάνεται σε 1.214 TWh/a και εξαρτάται κυρίως από τις υποθέσεις για εξοικονόμηση ενέργειας και αλλαγή καυσίμου, ενώ οι μεγαλύτερες αβεβαιότητες είναι στην παροχή θερμότητας για τα κτίρια και τη βιομηχανία», όπως ανέφεραν.
Έλαβαν επίσης υπόψη το υψηλότερο κόστος των αμφίπλευρων πάνελ, καθώς και ότι η εγκατεστημένη ισχύς ανά περιοχή κάθετης εγκατάστασης είναι χαμηλότερη λόγω των επιδράσεων σκίασης, καθώς η απόσταση της σειράς της μονάδας κυμαίνεται συνήθως από 8 μέτρα έως 12 μέτρα, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει το κόστος καλωδίωσης.
«Το πρόσθετο κόστος για την ίδια τη γη πρέπει να λάβει υπόψη τη διατηρούμενη γεωργική χρήση της ή το όφελος λόγω προώθησης της βιοποικιλότητας», τόνισαν.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα κάθετα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να μετατοπίσουν την ηλιακή απόδοση σε ώρες υψηλότερης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και μεγαλύτερης παροχής ηλεκτρικής ενέργειας τους χειμερινούς μήνες, μειώνοντας έτσι τις απώλειες.
«Εάν η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας ισχύος φόρτισης και εκφόρτισης 1 TW και ισχύος 1 TWh ενσωματωθεί στο μοντέλο του ενεργειακού συστήματος, το αποτέλεσμα μειώνεται σε CO2 και εξοικονόμηση έως και 2,1 Mt/a με 70% κάθετες σε ανατολή-δύση και 30% κεκλιμένες μονάδες με νότιο προσανατολισμό. Τέλος, ενώ μπορεί να φαίνεται μη ρεαλιστικό για ορισμένους να επιτύχουν ποσοστό 70% κάθετων σταθμών παραγωγής ενέργειας, ακόμη και ένα χαμηλότερο ποσοστό έχει ευεργετικό αντίκτυπο».
Οι επιστήμονες περιέγραψαν τα ευρήματά τους στο άρθρο με τίτλο “Ενσωμάτωση κάθετων ηλιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής σε ένα μελλοντικό γερμανικό ενεργειακό σύστημα», που δημοσιεύθηκε στο “Smart Energy”. Η πρόθεση τους, όπως εξηγούν, δεν είναι σε καμία περίπτωση να προτείνουν όλα τα φωτοβολταϊκά συστήματα να τοποθετηθούν κάθετα στο μέλλον. Ωστόσο θεωρούν ότι αναδεικνύεται μια νέα ευκαιρία καθώς τα κάθετα φωτοβολταϊκά μπορούν να υποστηρίξουν το συνολικό ενεργειακό σύστημα.