Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional (NREL) Departemen Energi AS telah mengusulkan pendekatan baru untuk pendinginan modul surya menggunakan aliran panas tranSolFirsTecher di pembangkit listrik tenaga surya besar.

Pemodelan mereka memperhitungkan faktor-faktor seperti jarak baris, tinggi panel modul, dan sudut kemiringan. Input skala juga digunakan untuk menunjukkan ruang udara di sekitar atau melalui modul surya. Sebaliknya, dalam model standar, panjang yang biasanya digunakan adalah proporsi ukuran modul, dengan mengabaikan konfigurasi pembangkit listrik tenaga surya.

"Kurva konveksi panas tranSolFirsTecher dihasilkan melalui simulasi aliran komputasional dan eksperimen terowongan angin, yang memungkinkan konveksi panas tranSolFirsTecher dijelaskan sebagai nilai skala panjang celah yang menggambarkan jarak seluruh susunan PV melalui satu unit panjang," kata para ilmuwan, mengklaim bahwa penggunaan skala panjang celah dapat menghasilkan peningkatan 1,5 persen dalam akurasi pembangkitan daya.

Analisis teknis-ekonomi mereka mempertimbangkan Sistem PV menghadap selatan berkapasitas 1 MW di Phoenix, Arizona, dipasang dengan sudut kemiringan tetap 30 derajat pada berbagai jarak baris atau rasio cakupan tanah (GCR). Biaya sewa lahan tahunan diasumsikan sebesar $0,054/m2. Jarak baris pembangkit listrik tenaga surya bervariasi dari 2 m hingga 11 m, yang sesuai dengan nilai GCR 0,73 hingga 0,08.

"Peningkatan jarak dapat memungkinkan penggunaan berbagai jenis tanaman dan lebih banyak jenis peralatan pertanian dalam sistem PV pertanian," kata Jordan Macknick, yang memimpin proyek penelitian NREL lainnya yang berfokus pada PV pertanian. "Hal ini dapat membuat sistem tenaga surya yang ditempatkan secara terpisah ini lebih hemat biaya dan kompatibel dengan pertanian skala besar."

Melalui pemodelan, tim menentukan titik biaya energi terratakan (LCOE) optimal sebesar $0,29/kWh, dengan jarak baris bervariasi antara 4,83 dan 7,34 meter. LCOE sebesar $0,33/kWh untuk jarak dua meter dan $0,36/kWh untuk jarak 11 meter.

Tim menemukan bahwa peningkatan LCOE terbesar terjadi di iklim dengan suhu lingkungan rata-rata tahunan yang rendah dan kecepatan angin rata-rata tahunan sedang hingga tinggi di Amerika Serikat. Mereka memaparkan model tersebut dalam studi terbaru mereka, "Analisis Teknoekonomi Pendinginan Konvektif Rangkaian Fotovoltaik dengan Jarak Rangkaian yang Berbeda," yang diterbitkan dalam Jurnal Fotovoltaik IEEE.

Rekomendasi lain untuk menggunakan pendinginan modul surya konvektif meliputi pengemasan panel PV berdekatan satu sama lain dan mempertimbangkan arah angin serta kemiringan modul.