Performance evaluation of bifacial photovoltaic module operating in standard and dedicated support structure

• Autorzy: Bugała Artur , Arendacz Antoni , Bugała Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.02.17

Warianty tytułu

PL

Analiza wydajności dwustronnego modułu fotowoltaicznego pracującego w standardowej i dedykowanej konstrukcji wsporczej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper concerns the analysis of electrical parameters of a double-sided photovoltaic module, made in the CELLO technology, when installed in a standard support structure, commonly used in the case of single-sided photovoltaic modules, and using a solution without supporting elements that may limit the access of reflected solar radiation to the rear side of solar cells. The paper presents current-voltage and power-voltage characteristics in the full load range. A significant impact of the type of supporting structure on the value of electric power achieved at optimal load was demonstrated, and thus the need to verify current design practices in the use of double-sided photovoltaic modules, especially in prosumer installations.

PL

Niniejsza praca dotyczy analizy parametrów elektrycznych dwustronnego modułu fotowoltaicznego, wykonanego w technologii CELLO, przy jego instalowaniu w standardowej konstrukcji wsporczej, powszechnie wykorzystywanej w przypadku jednostronnych modułów fotowoltaicznych oraz przy zastosowaniu rozwiązania dedykowanego i pozbawionego elementów nośnych, mogących ograniczać dostęp odbitego promieniowania słonecznego do tylnej sekcji ogniw słonecznych. W pracy przedstawiono charakterystyki prądowo-napięciowe oraz mocy elektrycznej w pełnym zakresie obciążenia. Wykazano istotny wpływ rodzaju konstrukcji nośnej na wartość mocy elektrycznej osiąganej przy optymalnym obciążaniu a tym samym potrzebę weryfikacji aktualnych praktyk projektowych w zakresie stosowania modułów fotowoltaicznych dwustronnych zwłaszcza w przypadku powszechnych instalacji prosumenckich.

Słowa kluczowe

EN

double-sided module; energy gain; CELLO technology; assembly structure

PL

moduł dwustronny; technologia CELLO; zysk energetyczny; konstrukcja montażowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 2
• Strony: 87--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bugała Artur

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-3321-4545

autor

Arendacz Antoni

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

autor

Bugała Dorota

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-2579-448X

Bibliografia

• [1] Sawicka-Chudy P., Cholewa M., Sibiński M., Pawełek R., Analiza parametrów modułów fotowoltaicznych stacjonarnych i nadążnych w warunkach rzeczywistych, Przegląd Elektrotechniczny, 92, 9 (2016), 58-61
• [2] Pawlak R., Kawczyński R., Korzeniewska E., Lebioda M., Rosowski A., Rymaszewski J., Sibiński M., Tomczyk M., Walczak M., Ogniwa fotowoltaiczne o niekonwencjonalnych kształtach, Przegląd Elektrotechniczny, 89, 7 (2013), 288-292
• [3] Kopecek R., Bifacial Photovoltaics 2021: Status, Opportunities and Challenges, Energies, 14 (2021), 2076, https://doi.org/10.3390/en14082076
• [4] Qingzhu W., Chenyang W., Xiaorui L., Sanyang Z., Feng Q., Junyu L., Weifei L., Paul N., The Glass-glass Module Using n-type Bifacial Solar Cell with PERT Structure and its Performance, Energy Procedia, 92 (2016), 750-754, https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.07.054
• [5] Guerrero-Lemus R., Vega R., Taehyeon K., Kimm A., Shephard L.E., Bifacial solar photovoltaics – A technology review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60 (2016), 1533-1549, https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.03.041
• [6] Liang T. S., Pravettoni M., Deline Ch., Stein J., A review of crystalline silicon bifacial photovoltaic performance characterization and simulation, Energy & Environmental Science, 1 (2019), https://doi.org/10.1039/C8EE02184H
• [7] Arabach J.R., Schneider A., Mrcarica M., Kopecek R., Heckmann M., The Need of Frameless Mounting Structures for Vertical Mounting of Bifacial PV Modules, 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, München, Germany, 2016, https://doi.org/10.4229/EUPVSEC20162016-5CO.14.5
• [8] Nygren A., Sundstrom E., Modelling Bifacial Photovoltaic Systems, Evaluating the albedo impact on bifacial PV systems based on case studies in Denver, USA and Västerås, Sweden, Mälardalen University, Sweden, 2021, diva-portal.org
• [9] Chaouki G., Fahad F. A., Oussama R., Abdul K. H., Sensitivity analysis of design parameters and power gain correlations of bi-facial solar PV system using response surface methodology, Solar Energy, 223 (2021), 44-53, https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.05.024
• [10] Duffie J. A., Beckman W. A, Solar Engineering of Thermal Processes, Solar Energy Laboratory, University of Wisconsin-Madison, 2013
• [11] Frydrychowicz–Jastrzębska G., Bugała A., Modeling the distribution of solar radiation on a two–axis tracking plane for photovoltaic conversion, Energies, 8, 2 (2015), 1025–1041, https://doi.org/10.3390/en8021025
• [12] Perez R., The development and verification of the Perez diffuse radiation model, Report, Atmospheric Sciences Research Center, Albany NY, USA, 1988
• [13] Perez R., Modeling daylight availability and irradiance components from direct global irradiance, Report, Atmospheric Sciences Research Center, Albany NY, USA, 1990
• [14] Sun X., Khan M. R., Deline Ch., Alam M. A., Optimization and performance of bifacial solar modules: A global perspective, Applied Energy, 212 (2018), 1601-1610, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.12.041
• [15] Appelbaum J., The role of view factors in solar photovoltaic fields, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81 (2018), 161-171, https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.07.026
• [16] Martin N., Ruiz J. M., A new model for PV modules angular loses under field conditions, International Journal of Solar Energy, 22 (2002), 19-31, https://doi.org/10.1080/01425910212852
• [17] Martin N., Ruiz J. M., Annual Angular Reflection Losses in PV Modules, Progress in photovoltaics: Research and Applications, 13 (2005), 75-84, https://doi.org/10.1002/pip.585
• [18] Zarei T., Abdolzadeh M., Soltani M., Aghanajafi C., Computational investigation of dust settlement effect on power generation of three solar tracking photovoltaic modules using a modified angular losses coefficient, Solar Energy, 222 (2021), 269-289, https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.04.059
• [19] Chivelet M., Chenlo F., Mejuto E., Validating an angular of incidence losses model with different PV technologies and soiling conditions, 26th european Photovoltaic Solar Energy Conference, Frankfurt, 2012

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).