Репортаж от Wedoany，Международное исследование под руководством норвежских учёных сравнило уровни влагоиндуцированного стресса, воздействующего на плавучие фотоэлектрические (FPV) и наземные фотоэлектрические (GPV) модули в различных климатических условиях. Используя многолетние метеорологические данные с семи внутренних водоёмов и прилегающих наземных территорий, исследовательская группа смоделировала температуру модулей, относительную влажность и проникновение влаги. Результаты показали, что влагоиндуцированный стресс над водной поверхностью не обязательно более серьёзен, чем на суше; большее влияние могут оказывать климатический регион и параметры конструкции системы.
Исследование охватило озёра Стуртьерн, Эршён и Эркен в Швеции, озеро Альмбергашён в Норвегии, озеро Вашингтон в США, озеро Харп в Канаде и озеро Таупо в Новой Зеландии. Учёные проанализировали полевые данные по температуре воздуха, относительной влажности, скорости ветра и температуре воды на каждой измерительной станции, объединив их с данными облучённости ERA5. Для моделирования температуры и влажностных условий модулей использовалась фотоэлектрическая температурная модель Файмана, а затем с помощью трёхмерной конечно-элементной модели диффузии моделировался процесс проникновения влаги в стекло-стеклянные и стекло-задниковые модули в течение 25 лет. Также изучалось влияние таких конструктивных параметров, как высота установки модулей над водной поверхностью и эффективность теплопередачи системы, на влагоиндуцированный стресс.
Автор Натан Рослоот отметил, что это первое исследование, систематически сравнивающее уровни влагоиндуцированного стресса над водой и на суше в различных климатических условиях, что восполняет пробел в знаниях о влагоиндуцированной деградации плавучих фотоэлектрических модулей и их сравнении с наземными. Он добавил, что подобные исследования способствуют пониманию надёжности плавучих фотоэлектрических модулей и обеспечивают научную основу для разработки специализированных протоколов испытаний и стандартов выбора материалов для плавучих фотоэлектрических систем.
Результаты моделирования показали, что температура окружающей среды и температура модулей над водой и на суше схожи, при этом абсолютная средняя разница составляет менее 2 градусов Цельсия; относительная влажность над водной поверхностью может быть как выше, так и ниже, чем на суше, а абсолютная средняя разница в зависимости от места может достигать 9 процентных пунктов. Суточные колебания температуры и относительной влажности на суше превышают таковые над водой, что исследователи объясняют стабилизирующим эффектом водоёмов. Что касается внутреннего содержания влаги, то в большинстве случаев наземные фотоэлектрические модули превосходят плавучие, при этом средняя концентрация может быть выше на величину до 37%. Влияние конструкции плавучей фотоэлектрической системы на проникновение влаги более значительно: изменение высоты модулей над водной поверхностью может изменить среднюю концентрацию влаги на величину до 47%, а разница в эффективности теплопередачи системы может привести к изменениям до 42%.
Исследователи отмечают, что плавучие фотоэлектрические модули, возможно, не всегда требуют специальной конструкции или протоколов испытаний для усиленной влагоиндуцированной деградации. Это исследование также показывает, что результаты исследований надёжности плавучих фотоэлектрических систем в значительной степени зависят от климатического региона и конструкции системы, что затрудняет перенос результатов исследований между различными плавучими фотоэлектрическими системами, а также делает сложным определение «плавучей среды» как единой концепции.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Солнечная энергия» (Solar Energy) под названием «Comparison of humidity-induced stress levels between floating and ground-mounted photovoltaics». В исследовании приняли участие Норвежский институт энергетических технологий (Institute for Energy Technology), Университет Осло (University of Oslo), Норвежский институт водных исследований (Norwegian Institute for Water Research), округ Кинг (King County, США), Висконсинский университет в Мадисоне (University of Wisconsin-Madison), колледж Макалестер (Macalester College), Государственный университет Нью-Йорка в Онеонте (State University of New York at Oneonta), Университет в Олбани (University at Albany), Шведский университет сельскохозяйственных наук (Swedish University of Agricultural Sciences), Университет Виктории в Веллингтоне (Victoria University of Wellington, Новая Зеландия), Министерство окружающей среды, охраны природы и парков (Ministry of the Environment, Conservation and Parks, Канада), Университет Куинс (Queen's University), Университет Саскачевана (University of Saskatchewan) и Фонд Эдмунда Маха (Edmund Mach Foundation, Италия).
