به گفته نیکلاس، این واقعیت که حداکثر نور پراکنده در گلخانه وجود دارد نه تنها برای پانل ها بلکه برای پوشش گیاهی نیز مفید است، و اجازه می دهد تا نور بسیار همگن و بدون سایه از پانل ها وجود داشته باشد. “علاوه بر این، پانل ها در موقعیتی قرار گرفته اند که با فعالیت های داخل گلخانه تداخل نداشته باشد. می توان فرض کرد که کاهش عملکرد ناشی از کاهش کلی درخشندگی در گلخانه را می توان تا حدی با این نور همگن تر روی گلخانه جبران کرد. برگ میدهد و آن را نسبت به گلخانههای فتوولتائیک سنتی با پانلهایی که روی سقف قرار میدهند سودآورتر میکند.”
البته، برای رسیدن به یک پیشبینی قابل اعتماد از تولید برق برای این پیکربندی خاص، باید آزمایشهایی در این زمینه انجام شود تا عدم قطعیتهای فنی، مانند گرم کردن پانلهای داخل گلخانه برطرف شود. بنابراین، یک تحلیل عمیقتر فنی-اقتصادی مبتنی بر شرایط زندگی واقعی برای ایجاد یک مدل اقتصادی مناسب برای این گلخانههای نسبتاً جدید کشاورزی ضروری است. مانند افزایش تولید انرژی، بهبود عملکرد محصول و کاهش اثرات زیست محیطی.
نیکلاس جولین، مهندس تحقیق و توسعه در Filclair، پس از درخواست برای فرو رفتن در گلخانه های پلاستیکی فتوولتائیک، به سرعت به این نتیجه رسید که قرار دادن پنل های خورشیدی در بالای یک گلخانه پلاستیکی کار نمی کند زیرا این سیستم ها برای سازه بسیار سنگین هستند. با این حال، تحقیقات اخیر نشان می دهد که فرصت هایی برای تبدیل نور خورشید به برق در گلخانه پلاستیکی وجود دارد: با قرار دادن صفحات خورشیدی در داخل گلخانه، زیر ناودان. به صورت عمودی، یعنی. یک شبیه سازی نشان می دهد که می تواند هزینه خالص گرمایش یک گلخانه را به حدود 50000 یورو در سال در هر هکتار کاهش دهد.
بنابراین، این تیم بر پیکربندی متمرکز شد که حداکثر استفاده را از مزایای نور پراکنده، از بین بردن خطرات سایهاندازی و امکان قرار دادن پانلها با جهت دلخواه بدون ایجاد سایه مستقیم بر روی محصولات، استفاده کند: قرار دادن آنها را به صورت عمودی، زیر ناودان. وی با استفاده از پانل های دو وجهی و استفاده از پتانسیل انعکاس گلخانه ها و فضای داخلی آن، پتانسیلی را مشاهده می کند که میزان انتشار بیشتر نور در داخل گلخانه 20 درصد کاهش روشنایی ناشی از پوشش و ساختار گلخانه را جبران می کند. اما هر چه پانل بالاتر باشد، به دلیل از دست دادن نور، نور پراکنده کمتر سودمند می شود.
نیکلاس برای در نظر گرفتن این نتایج و تمرکز روی یک مورد خاص، به مطالعه Agrithermic با استفاده از نرم افزار Hortinergy اشاره کرد که نشان داد گلخانه ETFE دو باد شده Filclair نسبت به گلخانه شیشه ای Venlo از 18 درصد نور بیشتر بهره می برد. اگر 9 ردیف پانل دو وجهی عمودی در زیر این گلخانه ETFE در ارتفاع 1.3 متری نصب می شد، کاهش درخشندگی ناشی از پانل ها دقیقاً این مازاد 18% نور در زیر گلخانه ETFE را جبران می کرد و در نتیجه عملکرد کشاورزی با تولید انرژی اضافی برای یک گلخانه یک هکتاری گوجه فرنگی، با روکش بادی دو برابر ETFE و صفحه نمایش حرارتی، با فرض هزینه انرژی 40 یورو در مگاوات ساعت برای گاز، هزینه گرمایش سالانه با گرم کردن گلخانه در دمای 20 درجه سانتی گراد در طول سال، حدود 80000 یورو خواهد بود. روز و 16 درجه سانتیگراد در شب در طول سال به جز در ماه نوامبر. سیستم فتوولتائیک هزینه خالص گرمایش چنین گلخانه ای را به حدود 50000 یورو در سال در هر هکتار کاهش می دهد.
پس اعداد چطور؟ برای سطح کل 1170 متر مربع پانل های دو وجهی (2340 متر مربع فتوسل) برای گلخانه ای به مساحت 9600 متر مربع (10 دهانه 9.60 متر در 100 متر)، می توان انتظار داشت که پانل های دو وجهی تا 128 درصد از مقدار نور گرفته شده توسط یک دستگاه را جذب کنند. سطح افقی معادل در خارج، نیکلاس از شبیهسازیها نتیجه میگیرد، با این فرض که میانگین آلبدوی کف گلخانه (شامل محصولات زراعی) 50 درصد است و فیلمهای پلاستیکی ETFE هم انتقال نور عالی و هم انتشار نور خوب دارند. “هنگامی که 2 پانل را روی هم قرار می دهیم تا ارتفاع هر ردیف را دوبرابر کنیم، هنوز نور بیشتری در مقایسه با تابش خورشیدی بیرون وجود دارد. با سه برابر کردن ارتفاع، سود کمتری دارد، اما ما همچنان 89٪ از تابش خورشیدی افقی جهانی خارج را حفظ می کنیم.” او نتیجه می گیرد.
او با در نظر گرفتن ضرایب انتشار از تولیدکنندگان فیلم پلاستیکی و شبیهسازیهای سیستم رسمی اروپایی PVJJS، که اطلاعات جغرافیایی در مورد فتوولتائیکها را ارائه میکند، روشهای مختلفی را برای قرار دادن پانلها در داخل گلخانه بررسی کرد. وقتی صحبت از پنل های خورشیدی به میان می آید، تعیین موقعیت بسیار مهم است. یک پانل ثابت که با زاویه بهینه 39 درجه به سمت جنوب کج شده است، در طول سال 18٪ بیشتر از یک پانل افقی نور دریافت می کند، و یک پانل دو وجهی عمودی + 15٪ از هر دو طرف را دریافت می کند. نیکلاس می گوید، هنگام استفاده از ردیابی خورشیدی شرق-غرب، افزایش نور 40% است.
نیکلاس میگوید: «پانلهای خورشیدی فتوولتائیک به طور فزایندهای در بخش کشاورزی ادغام میشوند و با ما مشورت شد تا به درخواستهای گلخانههای فتوولتائیک پاسخ دهیم. “اما ساختار گلخانه های پلاستیکی به اندازه کافی قوی نیست که بتواند پنل های خورشیدی روی پشت بام را پشتیبانی کند. بنابراین، لازم بود که Filclair سعی کند راه حل های دیگری برای پاسخگویی به این بازار گلخانه ای PV بیابد.”
او میگوید که اطلاعات بیشتری وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، مانند هزینه بالاتر پانلهای خورشیدی دو وجهی و تأثیر دمای بالا در گلخانه بر کارایی پانلها. انجام آزمایشهای دنیای واقعی برای تأیید این فرضیهها و جمعآوری دادههای بیشتر در مورد عملکرد و کارایی پنلهای خورشیدی دو وجهی در گلخانههای ETFE ضروری است. همچنین به ما امکان میدهد تا تأثیر عوامل مختلف مانند دما، رطوبت و شرایط آب و هوایی را مطالعه کنیم. در عملکرد پانل ها.”