Performance Modeling of Bifacial PV Power Plants in a Nordic Climate

Bifacial fotovoltaisk (PV) teknologi kan produsere energi fra begge sider av modulen, og kan dermed øke energitettheten ved å utnytte reflektert lys. Teknologien har også vist potensiale til å kunne redusere utjevnet elektrisitetskostnad (LCOE) for PV systemer. Imidlertid er økt usikkerhet forbundet med produksjonsestimater en stor hindring for bifacial PV systemer. Dette arbeidet er utført med det formål å redusere usikkerheten i modellert energiproduksjon fra bifacial PV-kraftverk, gjennom å undersøke effektene av tidsavhengige skyggevariasjoner, variasjoner i albedo og baksideinnstrålingstap. Disse undersøkelsene er gjennomført ved å sammenlikne målinger fra et bifacial PV-system ved Institutt for Energiteknikk (IFE) på Kjeller i Norge, med modellert ytelse. Analysene er utført ved å konstruere en 3D-modell av anlegget, støttekonstruksjon og omgivelser i bifacial_radiance, for å deretter kunne modellere irradians og skyggelegging med strålesporing. Modellen er anvendt til flere ulike simuleringsscenarioer, og to storskala felteksperimenter med presenninger er utført i anlegget som referanse. Arbeidet har vist at strålesporing med bifacial_radiance er i stand til å modellere baksideirradiansdisribusjon med høy nøyaktighet for systemet når de reflektive egenskapene til underlaget er kjent. Albedo ble identifisert som en av de mest innflytelsesrike parameterne for modelleringsusikkerhet for baksideinnstråling og flere bruksområder for metodene som er brukt i arbeidet er også identifisert som relevante i en industriell kontekst, som til evaluering av tap av baksideirradians som følge av støttekonstruksjonsdesign og til estimering av årlig mismatch, skyggefaktor for baksideinnstråling og bifacial gain. Fremtidig forskning bør fokusere på nøyaktig prediksjon av albedo, undersøkelser av skydekke- og sesongavhengighet og videre undersøkelser av påvirkningen av detaljnivået i modellering av ulike deler av PV-systemet, støttekonstruksjonen og omgivelsene på estimatene