Performance analysis and heat transfer modelling of a floating photovoltaic system

Abstract

As a result of an increase in demand for electricity and requirements for renewable resources, solar cells have emerged as a major contributor to worldwide electricity generation. The production of solar cells on a utility-scale basis require large areas with even terrain. The performance of solar cells is also largely dependent on cell temperature. Consequently, to meet the requirements of large areas while at the same time keep the cell temperature down, floating photovoltaic systems has emerged as a promising technology. The main purpose of this study is to examine the performance of a floating photovoltaic (FPV) system by Ocean Sun and analyze the difference in performance between two strings. One of the strings is in thermal contact with a canvas that is placed on top of the water, and the other string is lifted 32 mm above the membrane using 32 mm PP-pipes. Additionally, the thesis will test fluid-dynamic models for modulating cell temperature in floating PV and compare the floating PV-system to hypothetical tilted strings in the same location.

Med et økende behov for elektrisitet på verdensbasis og høyere krav til kilder for elektrisitet, har solceller vokst frem som en viktig bidragsyter til å dekke verdens behov. For å produsere elektrisitet av solceller på stor-skala basis, kreves store områder og ofte ulent terreng. Solcellers ytelse er også i stor grad styrt av temperaturen i solcellen. Som et svar på det økende behovet for store land-areal og med muligheter for lavere celletemperaturer har flytende sol vokst frem som en lovende teknologi. Hovedformålet med denne oppgaven er å undersøke ytelsen til et flytende solcelleanlegg av Ocean Sun og analysere forskjellen i ytelse mellom en streng som er i termisk kontakt med en membran som ligger på vannet og en streng som er løftet opp fra membranen med polypropylen rør med 32 mm i diameter. Oppgaven vil i tillegg undersøke muligheter for å modellere celletemperaturen i flytende sol med enkle fluid-dynamiske modeller og sammenligner det flytende anlegget med hypotetiske tiltede anlegg.