Onderzoekers van de Universiteit van Waterloo hebben een manier ontwikkeld om de hoeveelheid energie die door zonnepanelen wordt verzameld, beter te benutten.

In een nieuwe studie, de onderzoekers ontwikkelden een algoritme dat de efficiëntie van het fotovoltaïsche (PV)-systeem op zonne-energie verhoogt en het stroomverbruik vermindert dat momenteel wordt verspild door een gebrek aan effectieve controles.

"We hebben een algoritme ontwikkeld om het vermogen dat wordt gewonnen uit een bestaand zonnepaneel verder te vergroten, " zei Milad Farsi, een doctoraat kandidaat bij de afdeling Toegepaste Wiskunde van Waterloo. "Hardware in elk zonnepaneel heeft een bepaald nominaal rendement, maar er moet een geschikte controller zijn die maximaal vermogen uit zonnepanelen kan halen.

"We veranderen de hardware niet en hebben geen extra circuits nodig in het zonne-PV-systeem. Wat we hebben ontwikkeld, is een betere manier om de hardware die al bestaat te controleren."

Met het nieuwe algoritme kunnen controllers beter omgaan met fluctuaties rond het maximale vermogen van een zonne-PV-systeem, die in het verleden hebben geleid tot het verspillen van potentiële energie die door panelen wordt verzameld.

"Op basis van de simulaties voor een klein zonnepaneel voor thuisgebruik inclusief 12 modules van 335W, tot 138,9 kWh/jaar kan worden bespaard, " zei Farsi, die samen met zijn begeleider de studie deed, Professor Jun Liu van Waterloo's Department of Applied Mathematics. "De besparingen lijken misschien niet significant voor een klein zonnestelsel voor thuisgebruik, maar kunnen een aanzienlijk verschil maken bij grootschaligere, zoals een zonnepark of in een gebied waar honderdduizenden lokale zonnepanelen op het elektriciteitsnet zijn aangesloten.

"Neem de grootste PV-installatie van Canada, bijvoorbeeld, de fotovoltaïsche elektriciteitscentrale van Sarnia, als deze techniek wordt gebruikt, de besparing kan oplopen tot 960, 000 kWh/jaar, wat genoeg is om honderden huishoudens van stroom te voorzien. Als de bespaarde energie zou worden opgewekt door een kolencentrale, het zou een uitstoot van 312 ton CO2 in de atmosfeer vereisen."

Milad wees er verder op dat de besparingen nog aanzienlijker zouden kunnen zijn in een snel veranderende omgevingsomgeving, zoals Canadese weersomstandigheden, of wanneer rekening wordt gehouden met het vermogensverlies in de omvormers als gevolg van de ongewenste klappereffecten die worden waargenomen bij andere conventionele besturingsmethoden.

De studie, Niet-lineaire optimale feedbackregeling en stabiliteitsanalyse van fotovoltaïsche zonnesystemen, geschreven door Waterloo's Faculteit Wiskunde onderzoekers Farsi en Liu, werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift IEEE-transacties op regelsysteemtechnologie .