Vertical Bifacial PV overgår tilted PV-systemer i Storbritannia

Vertikale tofasiale solcelleanlegg på taket kan overgå konvensjonelle solcelleanlegg på taket med skråstilte tak på tvers av årstider i Storbritannia, har en-årig studie funnet.

Forskning fra University of York har utført den første empiriske vurderingen av et vertikalt bifacialt solcelleanlegg på taket som tilhører norske-hovedkontor, vertikale solcellespesialister Over Easy Solar i et britisk klima. De fullstendige funnene er presentert i artikkelen "Omfattende studie av effektiviteten til vertikale bifacial fotovoltaiske systemer: en britisk case study," publisert i tidsskriftet Scientific Reports.

Studien vurderte ytelsen til Over Easy Solars vertikale bifacial PV-system installert på taket av universitetets fysikktårn. Den omfatter heterojunction-celler med 22,5 % effektivitet og bruker hvit grus for å sprette lys inn på baksiden av systemet, noe tradisjonelle paneloppsett ikke klarer å bruke.

Systemet ble overvåket over en hel årssyklus i 2023 og sammenlignet med et vertikalt-montert monokrystallinsk silisium monofacial PV-system og et tradisjonelt tilted monofacial PV-system. Over Easy Solars system viste en 26,91 % høyere effekt enn det skråstilte systemet i morgentimene mellom 05:30 og 09:00 og en 22,8 % høyere ytelse i timene mellom 17:00 og 20:30.

Keelin Currivan, rådgiver for internasjonal kundeløsning hos Over Easy Solar, forklarte til pv magazine hvordan disse resultatene fremhever den doble toppfordelen som tilbys av vertikal bifacial PV.

"Mens tradisjonelle skråpaneler sliter med middagsmetning, og når toppen når rutenettet ofte er fullt og prisene er lave, flytter vårt vertikale bifacial-system produksjonen til når det trengs mest," sa Currivan. Hun la til at disse toppene stemmer overens med topper i boliger forårsaket av etterspørselen etter oppvarming, matlaging og elektriske kjøretøy, noe som igjen reduserer behovet for batterilagring og reduserer overbelastning av nettet.

Over Easy Solars vertikale bifacial PV-system overgikk begge andre testsystemer gjennom de fire sesongene. Den hadde en komparativ gevinst på 14,77 % på det tradisjonelle skråsystemet om sommeren, og økte til 19,32 % om våren, 20,27 % om høsten og 24,52 % om vinteren.

«Vertikal orientering er den overlegne geometrien for britisk og irsk klima fordi den er optimalisert for lav-vinkle vintersol og diffust lys,» forklarte Currivan. "Selv mot et vertikalt monofacialt system får bifacial-versjonen ytterligere 12,45 % om vinteren, noe som beviser at det å fange bakre-siderefleksjon er kritisk."

På en dag med spesielt høy-ytelse, 7. mai, produserte Over Easy Solars system 4,92 kWh, rundt 25,38 % mer energi enn det vippede systemet over dagen. Forfatterne av forskningsartikkelen, basert ved University of York, legger til at deres funn "understreker det vertikale bifacial PV-systemets enestående evne til å utnytte solenergi effektivt, uavhengig av sesongvariasjoner."

"Dens design maksimerer ikke bare arealbruken, men integreres også sømløst med moderne arkitektoniske landskap, og tilfører en estetisk verdi til dens funksjonelle fordeler," heter det i konklusjonen deres. "Systemets bifacial teknologi, som er i stand til å fange solstråling fra begge sider, øker energiutbyttet betydelig, noe som gjør det til en potent løsning for regioner med variabel soleksponering og reflekterende miljøer."

Currivan la til at høyere avkastning i høye-måneder også fører til en raskere tilbakebetalingstid til tross for en høyere startkostnad. Hun estimerte startkostnadene for et vertikalt bifacial PV-system til GBP1200 ($1630)/kW, sammenlignet med GBP900/kW for et tradisjonelt system. "Den økte avkastningen resulterer i en estimert GBP1,221,13 i ekstra årlige besparelser per 1500 kWh baseline i Storbritannia, basert på GBP0,28/kWh-priser," forklarte Currivan.

Over Easy Solars vertikale bifacial-system ble også gjenstand for beregningsbaserte væskedynamikksimuleringer under testingen. Systemet opprettholdt ubetydelige løftekrefter ved vindhastigheter på omtrent 98 kmt, noe som Currivan sa er en kritisk strukturell fordel for kystregioner med høy-vind over hele Storbritannia og Irland.

Currivan fortalte pv-magasinet Over Easy Solar bruker forskningsresultatene til å drive ekspansjon til det britiske og irske markedet. "Det overrasket meg hvor anvendelige disse systemene er på det britiske og irske markedet," sa hun. "I Norge og kaldere klima er disse systemene de eneste levedyktige på grunn av snømengden, men selv i dette klimaet treffer det flere nøkkelpunkter, fra sesongmessige gevinster til å redusere nettproblemer til å gi den doble toppen."

Tidligere denne måneden installerte Over Easy Solar sin første vertikale solcelleinstallasjon på taket på det amerikanske markedet. En tidligere casestudieanalyse fra selskapet fant at vertikale takpaneler er i stand til å overgå konvensjonelle taksystemer i snørike måneder.