قام فريق بحث دولي بتجميع ومراجعة الأدبيات المنشورة حولالنظام الكهروضوئي العائمأنظمة (FPV) من 2013-2022 وكيفية مقارنة الأنظمة المعتمدة على المياه بتلك المعتمدة على الأرض. وتلخص هذه الورقة النتائج الهامة التي توصلت إليها مجموعة واسعة من الدراسات حولالنظام الكهروضوئي العائم (FPV) ويقدم نظرة عامة شاملة عن أحدث التقنيات وفوائدها وتحدياتها، ويسلط الضوء على الفجوات البحثية.
وقال المؤلف المقابل للدراسة، رامانان تشيدامبارام جاياراج، إن الفريق راجع أكثر من 300 مقال، بالإضافة إلى براءات الاختراع والمواقع الصناعية والتقارير. قام الباحثون برسم مخطط اكتساب الطاقة في FPV مقارنة بـ LPV في 19 تقريرًا مختلفًا يفحص تقنيات FPV التي تتراوح في الحجم وزاوية الميل، بالإضافة إلى زيادة الكفاءة في 10 تقارير مختلفة. بالنسبة لهذا التقرير، استبعد الفريق من دراسات المراجعة التي بحثت في الطاقة الكهروضوئية المغمورة والمغمورة جزئيًا وكذلك الأنظمة التي كانت على اتصال بالمياه للتبريد.
وشدد العلماء على أنه "مع تغطية 70٪ من العالم بالمياه، فإن البحث والتطوير لمركبات FPV على منصات المحيطات يفتح حقبة جديدة من الطاقة الشمسية مع تقدم الهياكل العائمة القوية". "ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن المحيطات ليست بالضرورة هادئة، وقد تشكل تيارات المحيط القاسية تحديات خطيرة لهياكل FPV. ولذلك، فإن جهود البحث والتطوير لمعالجة هذه القضية أمر بالغ الأهمية."
وأشار الباحثون إلى أن نتائج الدراسات التي تمت مراجعتها تشير إلى أن زيادة قدرة إنتاج الطاقة من FPVs يمكن أن تؤدي إلى انخفاض يصل إلى 85٪ في التكلفة المستوية للطاقة (LCOE) مقارنة بالأنظمة الكهروضوئية الأرضية (LPV). حتى على الرغم من ارتفاع استثمار رأس المال الأولي. أظهرت البيانات المجمعة من الأدبيات زيادات محتملة في إنتاج الطاقة تصل إلى 35.9% لـ FPV مقارنة بالأنظمة التقليدية. وهي تسلط الضوء على العديد من العوامل التي تؤثر على القدرة على تحقيق هذا الأداء الأقصى، بما في ذلك مستوى الإشعاع، وزاوية الميل، ودرجة الحرارة، وتأثير التبريد، من بين أمور أخرى.
لاحظ الفريق أيضًا نطاقًا يتراوح بين 0.1% و4.45% لاكتساب كفاءة مركبات FPV مقابل مركبات LPV، بالإضافة إلى تحسينات بنسبة 2.4% إلى 3.3% لمركبات FPV التي تستخدم تقنية التتبع. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات التي تمت مراجعتها أن الألواح الشمسية العائمة ثنائية الجانب والتي تستخدم أيضًا تأثيرات التتبع والتبريد ثنائية المحور يمكن أن تحقق مكاسب تتراوح بين 42.5% إلى 47.5%.
وتضمنت الدراسة مناقشة التحديات التي تواجهها أنظمة FPV، مع الإشارة إلى أن عوامل مثل الارتفاع المتفاوت للأرض في مسار الألواح - وكذلك الصخور والعشب والألواح الأخرى - يمكن أن تؤثر على فعالية الرياح في تبريد الألواح. . ويستشهد بحالة كانت فيها درجة حرارة نظام FPV أعلى من درجة حرارة نظام السطح خلال ساعات الذروة المشمسة، مع التركيز على أن الأداء "يعتمد بشكل كبير" على موقع النظام.
وأوضحت المجموعة أن بعض القيود ظهرت من التحليلات التي تمت مراجعتها في الدراسة. وقالت: "إن التحليلات والتنبؤات التقنية والاقتصادية الحالية بشأن أداء FPV غالبًا ما تعتمد على أدوات برمجية، والتي تقدم مزايا من حيث التكلفة والوقت وكفاءة الموارد مقارنة بطرق البحث التقليدية". "ومع ذلك، غالبًا ما تتطلب أدوات البرامج هذه تعديلات كبيرة على واجهات المستخدم الخاصة بها لتتوافق بشكل مناسب مع الخصائص والمتطلبات الفريدة لأنظمة FPV. بالإضافة إلى ذلك، وجدت بعض الدراسات أنه حتى برامج الطاقة الشمسية الكهروضوئية ذات السمعة الطيبة قد لا تكون قادرة تمامًا على التنبؤ بدقة بأداء FPV الأنظمة."
نتائج المراجعة متوفرة في الدراسة "نحو توليد الطاقة المستدامة: التطورات الحديثة في التقنيات الكهروضوئية العائمة - ScienceDirect"، والذي نشر فيالمتجددة والمستدامة التعليقات الطاقة. ويضم الفريق باحثين من جامعة كيرتن الماليزية ومعهد الطاقة الهندي في بنغالور ومعهد آسام للطاقة.
