中国科学技術大学が率いる研究者グループは、太陽光モジュールの列間隔がPVシステムの温度と効率に与える影響を調査し、過度の列間隔は熱対流によるパネルの冷却と発電量の増加に大きな役割を果たさないことを発見しました。
「その代わりに、風速や列間隔と比較して、放射照度がPV出力に重要な役割を果たすことがわかった」と研究の主執筆者であるロン・シー氏は述べた。「したがって、完全な放射照度を確保することが、PV発電所の設計における主な考慮事項です。これに基づいて、PVアレイの設置モードを適切に配置することで、パッシブ冷却をある程度改善できます。」
また、Shi氏は、屋外テストでは列間隔を広げても期待した冷却効果が得られなかったことが研究で明らかになったと説明した。「したがって、実際のアプリケーションでは、PVアレイの隣接する列の間に影がないようにするだけで十分であり、過度の列間隔によってもたらされる可能性のある冷却効果は、実際の配置では追求されない可能性があります。」
科学者らは、横向きに3列10列に配置された30モジュールで構成されるPVアレイで実験を行った。最小列間隔は0.98メートルで、これにより北半球の冬至の09:00から15:00の間にPVアレイのコンポーネント間に遮蔽がないことが保証されたという。
「土地利用率を向上させるには、列間隔をできるだけ狭くする必要があります」と彼らは指摘した。「IEC 62548–1:2023およびIEC TS 62738–2018では、隣接する2列のPVアレイの間に影ができないようにするための最小列間隔を規定しています。」彼らは、2023年6月10日から2023年9月5日まで、気象観測所、熱電対、電力計を使用して測定を行いました。「監視期間中、季節による外気温や風速の影響を避けるため、列間隔は頻繁に調整されました。」
一連の実験では、当初の予想に反して、列間隔を広げても対流熱伝達の効果は増加しないことが示されました。放射照度が 400 W/m2 未満の場合にのみ有益な効果があり、このしきい値を超えると効果は無視できるほどでした。
この分析では、列間隔を最小閾値の1.5倍に広げるとPVシステムの出力が最大3.9%増加し、表面温度が1.86℃低下し、風速が0m/sから2.4m/sに上昇するとPVと電力収量が3.53%増加することも実証されました。
科学者たちは、その効果が限定的で、土地利用率の拡大を補うことができないため、生の間隔を広げることは避けるべきだと結論付けた。むしろ、システムの出力を向上させるには、直射日光や風速などの要素を考慮する必要があると主張した。
「この研究の屋外フルスケール実験結果は、太陽光発電所の設計の参考になります」とShi氏は説明した。「この研究の温度予測モデルの平均相対誤差はわずか5.4％で、以前のモデルではほぼ20.0％でした。この研究のモデルを通じて、環境条件と設置パラメータが太陽光発電に与える影響をより正確に定量化できます。」
