بررسی اثر موقعیت نصب پنلهای فتوولتائیک شناور بر بازده الکتریکی در استخرهای ذخیره آب کشاورزی

با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی های تجدیدپذیر و محدودیت های زمین برای مزرعه های خورشیدی سامانه های فتوولتائیک شناور به عنوان جایگزینی امیدوار کننده مطرح شده اند. این پژوهش به بررسی اثر موقعیت نصب پنل های فتوولتائیک بر بازده الکتریکی در استخرهای ذخیره آب کشاورزی پرداخت. با وجود پتانسیل بالای حوضچه های کشاورزی برای تولید دو منظوره انرژی خورشیدی، تاثیر دقیق چهار پیکربندی نصب متفاوت زمینی، شناور سطحی مماس با آب، کاملا غوطه ور زیر آب و بالاتر از سطح آب بر عملکرد حرارتی و بازده الکتریکی همچنان نیازمند ارزیابی تجربی دقیق بود. آزمایش مقایسه ای در تابستان ۱۴۰۳ به صورت آزمایشگاهی-میدانی در دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. چهار پنل پلی کریستال ۲۰ وات زایتک بر روی چهار مخزن آب حجم ۱۲۰ لیتر قرار گرفتند که درون جعبه های پلی استایرن عایق بندی شده بودند. پارامترهای الکتریکی جریان الکتریکی، ولتاژ، توان و دمای سطح پنل ها به صورت ساعتی با مولتی متر ویکتور VC۹۷، دیتالاگر دما و جعبه کنترل اختصاصی اندازه گیری شدند. شدت تابش از داده های MPVGIS استخراج و بازده انرژی طبق روابط استاندارد محاسبه شد. برای حذف اثر تفاوت در ساختار پنل ها طرح چرخشی سه روزه اعمال شد. داده ها با مدل خطی تعمیم یافته تحلیل شدند. نتایج نشان داد موقعیت مماس بر آب با میانگین بازده الکتریکی ۱۰.۹ درصد بالاترین عملکرد را داشت. موقعیت بالاتر از آب با ۱۰.۷ درصد در رتبه دوم و موقعیت های زمینی (۱۰.۵ درصد) و زیر آب (۱۰.۲ درصد) عملکرد پایین تری نشان دادند. اثر خنک کنندگی و تماس مستقیم با آب عامل اصلی افزایش بازده الکتریکی بود. این یافته ها نشان می دهد که نصب پنل فتوولتائیک در موقعیت مماس با آب راهکاری بهینه، کم هزینه و پایدار برای ارتقای بازده الکتریکی سیستم های فتوولتائیک در استخرهای کشاورزی می باشد و الگویی عملی برای توسعه انرژی تجدیدپذیر در بخش کشاورزی ایران ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

اثر خنک کنندگی ، بازده ، انرژی ، عملکرد حرارتی ، فتوولتائیک شناور ، موقعیت نصب