PV แบบสองหน้าแนวตั้งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบ PV แบบเอียงในสหราชอาณาจักร

การศึกษาวิจัยที่ใช้เวลาหนึ่งปี-พบว่าระบบ PV บนหลังคาสองหน้าแนวตั้งสามารถมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบ PV หลังคาหน้าเดียวแบบเอียงทั่วไปในทุกฤดูกาลในสหราชอาณาจักร

การวิจัยโดยมหาวิทยาลัยยอร์กได้ทำการประเมินเชิงประจักษ์ครั้งแรกของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สองหน้าบนหลังคาแนวตั้งของนอร์เวย์-ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานแสงอาทิตย์แนวตั้งที่มีสำนักงานใหญ่ Over Easy Solar ในสภาพอากาศของอังกฤษ ผลการวิจัยฉบับเต็มได้นำเสนอในรายงานเรื่อง "การศึกษาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สองหน้าในแนวตั้ง: กรณีศึกษาของสหราชอาณาจักร" ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports

การศึกษานี้ประเมินประสิทธิภาพของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สองหน้าแนวตั้งของ Over Easy Solar ที่ติดตั้งบนชั้นดาดฟ้าของหอฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัย ประกอบด้วยเซลล์เชื่อมต่อแบบเฮเทอโรจังก์ชั่นที่มีประสิทธิภาพ 22.5% และใช้กรวดสีขาวเพื่อสะท้อนแสงไปที่ด้านหลังของระบบ ซึ่งเป็นสิ่งที่การตั้งค่าแผงแบบดั้งเดิมไม่สามารถใช้งานได้

ระบบได้รับการตรวจสอบตลอดรอบปีเต็มในปี 2023 และเปรียบเทียบกับระบบ PV โมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนแบบโมโนเฟเชียลที่ติดตั้งในแนวตั้ง- และระบบ PV โมโนเฟเชียลแบบเอียงแบบดั้งเดิม ระบบของ Over Easy Solar แสดงให้เห็นผลผลิตที่สูงกว่าระบบเอียง 26.91% ในช่วงเช้าระหว่างเวลา 05:30 น. ถึง 09:00 น. และผลผลิตที่สูงขึ้น 22.8% ในช่วงเวลาระหว่าง 17:00 น. ถึง 20:30 น.

Keelin Currivan ที่ปรึกษาโซลูชันลูกค้าต่างประเทศของ Over Easy Solar อธิบายให้นิตยสาร pv ทราบว่าผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำข้อดีสองเท่าของ PV สองหน้าแนวตั้งอย่างไร

“ในขณะที่แผงเอียงแบบดั้งเดิมต้องดิ้นรนกับความอิ่มในตอนกลางวัน แต่จะถึงจุดสูงสุดเมื่อตารางมักจะเต็มและราคาต่ำ แต่ระบบสองหน้าแนวตั้งของเราจะเลื่อนการผลิตไปเมื่อจำเป็นที่สุด” Currivan กล่าว เธอเสริมว่าจุดสูงสุดเหล่านี้สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของที่อยู่อาศัยซึ่งเกิดจากความต้องการเครื่องทำความร้อน การทำอาหาร และยานพาหนะไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการจัดเก็บแบตเตอรี่และบรรเทาความแออัดของกริด

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์สองหน้าแนวตั้งของ Over Easy Solar มีประสิทธิภาพเหนือกว่าทั้งระบบการทดสอบอื่นๆ ตลอดทั้งสี่ฤดูกาล มีกำไรเพิ่มขึ้น 14.77% เมื่อเปรียบเทียบกับระบบเอียงแบบดั้งเดิมในฤดูร้อน เพิ่มขึ้นเป็น 19.32% ในฤดูใบไม้ผลิ 20.27% ในฤดูใบไม้ร่วง และ 24.52% ในฤดูหนาว

"การวางแนวตั้งเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่เหนือกว่าสำหรับสภาพอากาศในสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์ เนื่องจากมีการปรับให้เหมาะสมสำหรับ-ดวงอาทิตย์ในฤดูหนาวที่มีมุมต่ำและแสงที่กระจาย" เคอร์ริแวนอธิบาย "แม้จะเทียบกับระบบใบหน้าเดียวในแนวตั้ง แต่แบบสองหน้าก็เพิ่มขึ้นอีก 12.45% ในช่วงฤดูหนาว ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าการถ่ายภาพสะท้อนด้านหลัง-ด้านข้างถือเป็นสิ่งสำคัญ"

ในวันที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษวันหนึ่งคือวันที่ 7 พฤษภาคม ระบบของ Over Easy Solar ผลิตพลังงานได้ 4.92 kWh ซึ่งมากกว่าระบบเอียงตลอดทั้งวันประมาณ 25.38% ผู้เขียนรายงานการวิจัยจากมหาวิทยาลัยยอร์ก กล่าวเพิ่มเติมว่าการค้นพบของพวกเขา "เน้นย้ำถึงความสามารถที่เหนือชั้นของระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบสองหน้าในแนวตั้งในการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่คำนึงถึงความแปรปรวนตามฤดูกาล"

"การออกแบบไม่เพียงเพิ่มการใช้ที่ดินให้เกิดประโยชน์สูงสุดเท่านั้น แต่ยังผสมผสานอย่างลงตัวกับภูมิทัศน์ทางสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ เพิ่มคุณค่าทางสุนทรีย์ให้กับคุณประโยชน์ในการใช้งาน" ข้อสรุปของพวกเขากล่าว "เทคโนโลยีสองหน้าของระบบซึ่งสามารถจับรังสีแสงอาทิตย์จากทั้งสองด้าน ช่วยเพิ่มผลผลิตพลังงานได้อย่างมาก ทำให้เป็นโซลูชั่นที่มีศักยภาพสำหรับภูมิภาคที่มีแสงแดดแปรผันและสภาพแวดล้อมสะท้อนแสง"

Currivan กล่าวเพิ่มเติมว่าผลตอบแทนที่สูงขึ้นในเดือนที่มีราคาสูง-ยังทำให้ระยะเวลาคืนทุนเร็วขึ้นแม้จะมีต้นทุนเริ่มแรกที่สูงขึ้นก็ตาม เธอประเมินต้นทุนเริ่มต้นของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สองหน้าแนวตั้งที่ 1,200 ปอนด์ (1,630 ดอลลาร์)/กิโลวัตต์ เทียบกับ 900 ปอนด์/กิโลวัตต์สำหรับระบบแบบดั้งเดิม “ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมต่อปีได้ประมาณ 1,221.13 ปอนด์ต่อ 1,500 kWh พื้นฐานในสหราชอาณาจักร โดยอิงจากราคา GBP 0.28/kWh” Currivan อธิบาย

นอกจากนี้ ระบบสองหน้าแนวตั้งของ Over Easy Solar ยังได้รับการจำลองพลศาสตร์ของไหลด้วยคอมพิวเตอร์ในระหว่างการทดสอบอีกด้วย ระบบรักษาแรงยกเล็กน้อยที่ความเร็วลมประมาณ 98 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเคอร์ริแวนกล่าวว่าเป็นข้อได้เปรียบทางโครงสร้างที่สำคัญสำหรับพื้นที่ชายฝั่งทะเลที่มีลมแรงสูง-ทั่วสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์

Currivan บอกกับนิตยสาร pv Over Easy Solar กำลังใช้ผลการวิจัยเพื่อผลักดันการขยายสู่ตลาดสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์ “มันทำให้ฉันประหลาดใจว่าระบบเหล่านี้นำไปใช้กับตลาดสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์ได้อย่างไร” เธอกล่าว “ในนอร์เวย์และสภาพอากาศที่เย็นกว่า ระบบเหล่านี้เป็นเพียงระบบเดียวที่ใช้งานได้เนื่องจากมีปริมาณหิมะ แต่แม้ในสภาพอากาศเช่นนี้ ระบบก็ยังกำลังประสบกับประเด็นสำคัญหลายจุด ตั้งแต่การเพิ่มขึ้นของฤดูกาลไปจนถึงการบรรเทาปัญหากริด ไปจนถึงการเพิ่มจุดสูงสุดสองเท่า”

เมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา Over Easy Solar ได้ติดตั้งการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แนวตั้งบนหลังคาเป็นครั้งแรกในตลาดสหรัฐอเมริกา การวิเคราะห์กรณีศึกษาก่อนหน้านี้จากบริษัทพบว่าแผงหลังคาแนวตั้งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าระบบหลังคาทั่วไปในช่วงเดือนที่มีหิมะตก