योग्य हवामानात स्प्रे कूलिंगमुळे फ्लोटिंग सोलर अॅरेची कार्यक्षमता वाढू शकते

सोलरच्या दीर्घकालीन समस्येसाठी एक व्यावहारिक कल्पना

फ्लोटिंग फोटोव्होल्टिक प्रणाली जलाशय, औद्योगिक तलाव आणि इतर जलपृष्ठभागांना जमिनीशी स्पर्धा न करता वीज निर्मिती केंद्रांमध्ये रूपांतरित करण्याचे आश्वासन देतात. पण पारंपरिक सोलर अॅरेप्रमाणेच, फ्लोटिंग मॉड्यूल्सही गरम झाल्यावर कामगिरी गमावतात. जर्मनीतील FH Aachen University of Applied Sciences मधील एका संशोधन पथकाच्या मते, तुलनेने साधे स्प्रे-कूलिंग सेटअप ही समस्या कमी करण्यात मदत करू शकते, आणि आता त्यांनी ही पद्धत सर्वात चांगली कधी काम करते हे दाखवण्यासाठी एक गतिशील मॉडेल तयार केले आहे.

संशोधक याला फ्लोटिंग PV साठी स्प्रे कूलिंगचे प्रणाली-स्तरीय मॉडेल असे वर्णन करतात, ज्यात उष्णताविषयक वर्तन, विद्युत उत्पादन, आणि सक्रिय कूलिंग नियंत्रण एकाच चौकटीत जोडले गेले आहे. हा अभ्यास कोणत्याही विलक्षण किंवा अत्यंत अभियांत्रिकीवर आधारित कूलिंग पद्धतीवर केंद्रित नव्हता. त्याऐवजी, कमी खर्चाच्या स्प्रे प्रणालीवर लक्ष होते, जी प्रत्यक्ष प्रतिष्ठापनांमध्ये वापरता येईल अशी आहे.

हा व्यावहारिक भर महत्त्वाचा आहे. सोलर मॉड्यूलसाठी अनेक कूलिंग संकल्पना सिद्धांतात आशादायक दिसतात, पण खर्च, गुंतागुंत, देखभाल आणि प्रत्यक्ष कार्यस्थिती लक्षात घेतल्यावर त्यांचे समर्थन करणे कठीण जाते. तुलनेने सोप्या पंप-आणि-स्प्रिंकलर व्यवस्थेवर अभ्यास केंद्रित करून, टीम स्प्रे कूलिंगला प्रयोगशाळेतील नावीन्यापेक्षा लक्ष्यित क्षेत्रीय वापरासाठीचा एक पर्याय म्हणून मांडत आहे.

750 kW फ्लोटिंग PV स्थळावर मॉडेलची पडताळणी

जर्मन टीमने केवळ सिम्युलेशनवरच थांबली नाही. स्रोत अहवालानुसार, चार पंप-स्प्रिंकलर युनिट्स असलेल्या 750 kW फ्लोटिंग PV प्रतिष्ठापनावर मॉडेलची पडताळणी करण्यात आली. ही पडताळणी महत्त्वाची आहे, कारण सोलर प्रणालींमधील कूलिंग कामगिरी तापमान, इरॅडियन्स, आर्द्रता, वारा, आणि स्थानिक कार्य वेळापत्रकांसारख्या झपाट्याने बदलणाऱ्या पर्यावरणीय घटकांवर अवलंबून असते.

प्रत्यक्ष प्रतिष्ठापनाशी मॉडेलची तुलना करून, संशोधकांना त्यांची चौकट आदर्श गृहितकांऐवजी प्रत्यक्ष परिस्थितींमध्ये सक्रिय कूलिंग प्रणालीचे वर्तन पकडू शकते का हे तपासता आले. अहवालित निष्कर्ष वेगवेगळ्या हवामानांमध्ये कूलिंग मॉड्यूल कार्यक्षमतेत किती सुधारणा करू शकते याचा अधिक विश्वासार्ह आधार देतो.

ठळक आकडे लक्षवेधी आहेत. चार हवामानांमध्ये केलेल्या सिम्युलेशन्समध्ये स्प्रे कूलिंगमुळे मॉड्यूल तापमानात 42% पर्यंत घट आणि ऊर्जा उत्पादनात 3.8% पर्यंत वाढ होऊ शकते असे आढळले. मात्र हे लाभ सार्वत्रिक नाहीत. अभ्यासात ठामपणे नमूद केले आहे की फायदे स्थानिक परिस्थितींवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असतात, म्हणजेच भूगोल आणि हवामानाचे नमुने ही संकल्पना आर्थिकदृष्ट्या योग्य आहे की नाही हे ठरवतील.

फ्लोटिंग PV मध्ये तापमान नियंत्रण का महत्त्वाचे आहे

सोलर मॉड्यूल्स साधारणपणे जास्त गरम झाल्यावर विद्युतदृष्ट्या कमी कार्यक्षम होतात. सूर्यप्रकाश तीव्र असतानाही, वाढलेले तापमान आउटपुट कमी करू शकते. फ्लोटिंग अॅरे पाण्यावर बसवलेले असल्यामुळे आधीच काही फायदा होतो, पण त्यामुळे उष्णताजन्य ताण पूर्णपणे निघून जात नाही. काही कार्यस्थितींमध्ये, सक्रिय कूलिंग तापमान आणखी खाली आणून अन्यथा गमावले जाणारे उत्पादन परत मिळवण्यास मदत करू शकते.

स्प्रे कूलिंगचे आकर्षण सोपे आहे: पॅनेलच्या पृष्ठभागावरील उष्णता काढून टाकण्यासाठी पाणी आणि एक साधी वितरण प्रणाली वापरणे. सिद्धांतानुसार, पाणी आधीच स्थळी उपलब्ध असल्यामुळे ही संकल्पना फ्लोटिंग PV सोबत नैसर्गिकरीत्या बसते. आव्हान म्हणजे हा स्पष्ट फायदा अशा प्रणालीत रूपांतरित करणे जी अतिरिक्त ऊर्जा वापर, देखभालभार किंवा संचालन खर्चांशिवाय विश्वासार्हपणे चालेल.

हे मॉडेलिंग काम कूलिंगकडे स्वतंत्र उष्णताविषयक हस्तक्षेप म्हणून नाही तर संपूर्ण वीज-निर्मिती प्रणालीचा भाग म्हणून पाहून त्या आव्हानाला उत्तर देते. हा व्यापक दृष्टीकोन पंप चालवण्यासाठी लागणारी वीज आणि थंड मॉड्यूल्समुळे मिळणारे अतिरिक्त उत्पादन यांतील समतोल डेव्हलपर्सना समजून घेण्यास मदत करू शकतो.

हवामान ठरवते परतावा

सर्वात महत्त्वाचा निष्कर्ष असा असू शकतो की स्प्रे कूलिंग हवामान-संवेदनशील आहे. एकाच प्रदेशात चांगला लाभ देणारी कूलिंग रणनीती दुसऱ्या प्रदेशात फक्त किरकोळ सुधारणा देऊ शकते. त्यामुळे फ्लोटिंग PV ऑपरेटर्सनी अशी प्रणाली बसवण्याचा निर्णय घेण्यापूर्वी केवळ एक सर्वसाधारण नियमावर अवलंबून राहू नये.

प्रकल्प डेव्हलपर्ससाठी, हे अधिक निवडक तैनाती मॉडेलकडे निर्देश करते. ज्या ठिकाणी उच्च इरॅडियन्स आणि सततचा उष्णताजन्य ताण मोजता येण्यासारखी कामगिरी कमी करतो, तिथे स्प्रे कूलिंग अधिक योग्य ठरू शकते. सौम्य वातावरणात, अतिरिक्त हार्डवेअर आणि कार्यात्मक गुंतागुंत यांचे समर्थन करणे कठीण जाऊ शकते.

हा फरक फ्लोटिंग सोलर उद्योग ऑप्टिमायझेशनकडे कसा पाहतो हे बदलू शकतो. कूलिंगला सार्वत्रिक अपग्रेड म्हणून पाहण्याऐवजी, डेव्हलपर्स त्याला अधिकाधिक स्थान-विशिष्ट साधन म्हणून पाहू शकतात, ज्याचा वापर केवळ सिम्युलेशन आणि फील्ड डेटा पुरेसा परतावा दाखवतात तिथेच केला जाईल.

या संशोधनामुळे काय बदलते

हा अभ्यास असे सुचवत नाही की स्प्रे कूलिंग एकट्याने फ्लोटिंग सोलरचे अर्थकारण बदलून टाकेल. 3.8% पर्यंतचा उत्पादन लाभ महत्त्वाचा आहे, पण तो क्रांतिकारी नसून टप्प्याटप्प्याचा आहे. तरीही, युटिलिटी-स्तरीय ऊर्जा प्रकल्पांमध्ये, जर ते सातत्याने आणि कमी खर्चात मिळत असतील तर लहान टक्केवारीतील सुधारणा देखील महत्त्वाच्या ठरू शकतात.

अधिक टिकाऊ योगदान पद्धतशीर असू शकते. उष्णताविषयक आणि विद्युत वर्तनाला सक्रिय कूलिंग नियंत्रणांसोबत जोडून आणि कार्यरत प्रकल्पावर मॉडेलची पडताळणी करून FH Aachen टीमने कूलिंग कधी वापरणे फायदेशीर आहे याचे विश्लेषण करण्यासाठी अधिक वास्तवाधारित मार्ग दिला आहे. यामुळे उत्तम प्रकल्प डिझाइन, अधिक वास्तववादी खर्च-लाभ मूल्यांकन, आणि स्थानिक हवामानानुसार अधिक हुशार जुळवून घेणे शक्य होऊ शकते.

व्यापक ऊर्जा क्षेत्रासाठी, हे काम सोलर नवोपक्रमातील एक परिचित नमुना दर्शवते. सर्वात मोठे फायदे आता फक्त नवीन मॉड्यूल रसायने किंवा मोठ्या हार्डवेअर बदलांमधून येत नाहीत. वाढत्या प्रमाणात ते प्रणाली-ट्यूनिंगमधूनही येतात: चांगली नियंत्रणे, अधिक हुशार स्थळ-विशिष्ट अभियांत्रिकी, आणि विद्यमान संरचनांमधून अधिक उत्पादन काढण्यासाठी लक्ष्यित हस्तक्षेप.

फ्लोटिंग सोलर अजूनही PV बाजाराचा तुलनेने तरुण विभाग आहे, आणि डेव्हलपर्स वेगवेगळ्या वातावरणांमध्ये ते सर्वाधिक कसे ऑप्टिमाइझ करावे याची चाचणी घेत आहेत. हे नवीन मॉडेलिंग काम सूचित करते की सक्रिय स्प्रे कूलिंगला त्या चर्चेत स्थान असावे, सर्वसमावेशक उपाय म्हणून नाही, तर स्थानिक कार्यस्थितीनुसार ज्याची किंमत वाढते किंवा घटते अशा व्यावहारिक पर्याय म्हणून.

मुख्य निष्कर्ष

• संशोधकांनी स्प्रे कूलिंगला संपूर्ण फ्लोटिंग PV प्रणालीचा भाग म्हणून, उष्णताविषयक आणि विद्युत परिणामांसह, मॉडेल केले.
• हा दृष्टिकोन चार पंप-स्प्रिंकलर युनिट्स असलेल्या 750 kW प्रतिष्ठापनावर पडताळला गेला.
• सिम्युलेशन्समध्ये मॉड्यूल तापमानात 42% पर्यंत घट आणि ऊर्जा उत्पादनात 3.8% पर्यंत वाढ दिसून आली.
• स्प्रे कूलिंग फायदेशीर ठरेल की नाही हे स्थानिक हवामानावर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असते, असे अभ्यासात आढळले.

हा लेख PV Magazine च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.