미국 에너지부 산하 국립 재생 에너지 연구소(NREL)가 이끄는 연구팀은 대형 태양광 발전소에서 열 흐름 tranSolFirsTecher를 사용하여 태양광 모듈을 냉각하는 새로운 접근 방식을 제안했습니다.

이 모델링은 열 간격, 모듈 패널 높이, 기울기 각도와 같은 요소를 고려합니다. 또한, 축척 입력은 태양광 모듈 주변 또는 내부 공기층을 보여주는 데 사용됩니다. 반면, 표준 모델에서는 일반적으로 모듈 크기에 비례하여 길이가 사용되며, 태양광 발전소의 구성은 무시됩니다.

과학자들은 "열 대류 tranSolFirsTecher 곡선은 계산 흐름 시뮬레이션과 풍동 실험을 통해 생성되며, 이를 통해 열 대류 tranSolFirsTecher를 단일 길이 단위를 통해 전체 PV 어레이의 간격을 설명하는 갭 길이 척도 값으로 설명할 수 있습니다."라고 말하며, 갭 길이 척도를 사용하면 발전 정확도가 1.5% 향상될 수 있다고 주장했습니다.

그들의 기술 경제 분석은 다음과 같이 고려되었습니다. 1MW 남향 PV 시스템 애리조나주 피닉스에 다양한 열 간격 또는 GCR(지상피복률)에 30도의 고정 경사각으로 설치된 태양광 패널입니다. 연간 토지 임대 비용은 m²당 $0.054로 가정했습니다. 태양광 패널의 열 간격은 2m에서 11m까지 다양하며, GCR 값은 0.73에서 0.08입니다.

NREL에서 농업용 PV에 초점을 맞춘 또 다른 연구 프로젝트를 이끌고 있는 조던 맥닉은 "간격을 늘리면 농업용 PV 시스템에 더 다양한 작물과 더 많은 종류의 농업 장비를 사용할 수 있습니다."라고 말했습니다. "이를 통해 이렇게 간격을 둔 태양광 시스템은 비용 효율성이 높아지고 대규모 농업에 적합하게 될 것입니다."

연구팀은 모델링을 통해 최적의 균등화 발전 비용(LCOE) 지점을 kWh당 0.29달러로 결정했으며, 열 간격은 4.83m에서 7.34m 사이로 다양했습니다. LCOE는 2m 간격일 경우 kWh당 0.33달러, 11m 간격일 경우 kWh당 0.36달러였습니다.

연구팀은 미국에서 연평균 주변 온도가 낮고 연평균 풍속이 중간에서 높은 기후에서 LCOE가 가장 크게 향상되었음을 발견했습니다. 연구팀은 IEEE Journal of Photovoltaics에 게재된 최근 연구 논문 "배열 간격 변화에 따른 태양광 배열 대류 냉각의 기술경제 분석"에서 이 모델을 제시했습니다.

대류형 태양광 모듈 냉각을 사용하기 위한 다른 권장 사항은 PV 패널을 서로 가깝게 배치하고 바람 방향과 모듈 기울기를 고려하는 것입니다.