Utafiti unachunguza matokeo ya kuwakilisha mwingiliano kati ya hifadhi ya maji na paneli za jua katika mifumo inayochanganya fotovoltaiki inayoelea na uzalishaji wa umeme wa maji kwa miundo ya kifizikia yenye mienendo inayotegemea hali za hali ya hewa za kila saa, badala ya vigawo visivyobadilika. Modeli mpya yenye mienendo M3 iliunganisha modeli ndogo ya umeme wa maji inayokokotoa uvukizaji kutoka kwenye nyuso za maji zilizo wazi na zilizofunikwa na FPV kulingana na vipengele vya mionzi, pamoja na modeli ndogo ya FPV inayokokotoa halijoto ya seli chini ya athari ya kupozwa na hifadhi. Kwa mfumo wa umeme wa maji wa Waitaki nchini New Zealand, katika usanidi wa 105 MW umeme wa maji + 105 MWp FPV na uigaji wa saa 8.760, M3 ilikokotoa uzalishaji wa FPV wa kila mwaka kuwa 158.707 MWh, uokoaji wa maji wa kila mwaka kuwa 659.250 m³, na uzalishaji wa ziada wa umeme wa maji unaotokana na FPV kuwa 39 MWh. Hata hivyo, kwa kuwa hakuna kituo cha FPV kinachofanya kazi katika hifadhi ya Waitaki, kazi hii si matokeo ya uendeshaji yaliyothibitishwa moja kwa moja kwa vipimo vya FPV vya eneo halisi.

Tofauti iliyo wazi zaidi ya modeli yenye mienendo ilionekana upande wa fotovoltaiki. Katika modeli M1, ambayo inapuuza kabisa mwingiliano wa maji–paneli, wastani wa halijoto ya seli wakati wa mchana ulikuwa 36,73 °C na uzalishaji wa FPV wa kila mwaka ulikuwa 148.107 MWh, ilhali katika modeli M3 wastani wa halijoto ya seli ulipungua hadi 22,18 °C na uzalishaji ukaongezeka hadi 158.707 MWh. Hii inalingana na ongezeko la %7,2 la uzalishaji wa FPV wa kila mwaka ikilinganishwa na M1. Watafiti hawaelezi matokeo haya kama “faida ya kupozwa ya %7,2” isiyobadilika; ujumbe mkuu wa modeli ni kwamba athari ya kupozwa hubadilika kila wakati kulingana na saa ya siku, msimu, mionzi, upepo na mazingira ya joto.

Hali kama hiyo ilionekana pia upande wa uvukizaji. Wakati modeli M2 yenye mgawo usiobadilika inakubali kuwa maji chini ya FPV huvukiza kila wakati kwa kiwango cha %60 ikilinganishwa na maji yaliyo wazi \((\varepsilon=0,6)\), modeli yenye mienendo M3 ilikokotoa uwiano huu kila saa kutoka kwa mionzi ya jua ya moja kwa moja na iliyotawanyika pamoja na hali za hali ya hewa. Kwa sababu hiyo, M2 ilitabiri uokoaji wa maji wa 317.190 m³ kwa mwaka, huku thamani ya M3 ikiwa 659.250 m³. Hata hivyo, kutokana na eneo kubwa la uso wa hifadhi ya Waitaki la takribani 5,647 km², athari ya maji yaliyohifadhiwa kwenye kichwa halisi ilibaki ndogo, na ongezeko la kila mwaka la uzalishaji wa umeme wa maji lilikuwa 39 MWh pekee.

Kwa mtazamo wa Uturuki, utafiti huu unatoa mfano wa kimetodolojia unaoonyesha kwamba kutumia tu “faida ya kupozwa” au “uwiano wa kupunguza uvukizaji” usiobadilika kunaweza kuwa haitoshi wakati wa kutathmini mifumo mseto ya nishati ya jua inayoelea–umeme wa maji kwenye maziwa ya mabwawa. Hata hivyo, ongezeko la %7,2 la uzalishaji wa FPV au uokoaji wa maji wa 659.250 m³/mwaka uliopatikana kwa Waitaki hauwezi kuhamishwa moja kwa moja kwenye hifadhi yoyote nchini Uturuki. Mionzi ya jua ya eneo husika, halijoto ya hewa na maji, upepo, unyevunyevu jamaa, jiometri ya hifadhi, uendeshaji wa kiwango cha maji, uwiano wa kufunikwa kwa paneli, kichwa cha umeme wa maji na muundo wa PV lazima viundwe upya kwenye modeli.

Swali kuu la utafiti ni lipi?

Mifumo ya FPV iliyowekwa juu ya hifadhi za umeme wa maji huunganisha teknolojia mbili za nishati katika mazingira yale yale ya kifizikia. Mfumo wa fotovoltaiki huzalisha umeme wakati wa mchana, huku kituo cha umeme wa maji kikitumia maji yaliyohifadhiwa kutoa uzalishaji wa umeme unaoweza kupangwa. Hata hivyo, mifumo hii miwili haikai tu kando kwa upande wa umeme; kuna mwingiliano wa kifizikia wa pande mbili kati ya hifadhi na paneli.

Utafiti unafafanua mwingiliano miwili ya msingi:

• Athari kutoka paneli kwenda kwenye maji: Paneli za FPV huzuia sehemu ya mionzi ya jua ya mawimbi mafupi ya moja kwa moja kabla haijafika kwenye uso wa maji, hivyo kupunguza uvukizaji.
• Athari kutoka maji kwenda kwenye paneli: Hali ndogo ya hewa iliyo baridi zaidi juu ya hifadhi hupunguza halijoto ya seli za FPV na hivyo kuathiri ufanisi wa ubadilishaji wa umeme.

Kulingana na watafiti, sehemu kubwa ya mbinu za awali za uundaji wa modeli ama hupuuza kabisa taratibu hizi mbili au huzipunguza kuwa vigawo vya kijaribio visivyobadilika. Utafiti huu unalenga kuwakilisha mwingiliano yote mawili kwa modeli ndogo za kifizikia zinazobadilika kulingana na hali za mazingira za kila saa.

Kwa nini modeli tatu zililinganishwa?

Katika utafiti, modeli tatu tofauti zilitumiwa chini ya data zilezile za hali ya hewa, mfumo uleule wa umeme wa maji na muundo uleule wa FPV. Hivyo, lengo lilikuwa kufanya mabadiliko katika matokeo yatokane tu na namna mwingiliano wa maji–nishati unavyowakilishwa.

M1 ni modeli ya msingi ya kulinganisha ambamo mifumo hiyo miwili inachukuliwa kuwa huru kwa upande wa thermodinamiki. M2 inatambua mwingiliano wa maji–nishati lakini inauwakilisha kwa vigawo visivyobadilika. M3 ndiyo modeli ya kifizikia na inayobadilika kwa muda iliyopendekezwa na utafiti.

Modeli ndogo ya umeme wa maji inafanyaje kazi?

Modeli ndogo ya umeme wa maji hukokotoa ni kwa kiasi gani kufunikwa kwa FPV kunapunguza uvukizaji, kiasi gani cha maji kinahifadhiwa katika hifadhi kwa sababu hiyo, na jinsi maji yaliyohifadhiwa yanavyoathiri kichwa halisi chenye ufanisi na uzalishaji wa umeme wa maji.

Uvukizaji wa jumla wa hifadhi ni jumla iliyopimwa kwa eneo ya nyuso za maji yaliyo wazi na maji yaliyofunikwa na FPV:

\[ E_{total}=(1-f_c)E_{open}+f_cE_{covered} \]

Hapa \(f_c\) ni uwiano wa uso wa hifadhi unaofunikwa na paneli za FPV:

\[ f_c=\frac{N_{modules}A_{module}}{A_r} \]

\(E_{open}\) inawakilisha kiwango cha uvukizaji kwenye uso wa maji ulio wazi, na \(E_{covered}\) kiwango cha uvukizaji kwenye uso wa maji ulio chini ya paneli za FPV.

Paneli zinapunguzaje uvukizaji katika modeli?

Utafiti unakubali kuwa mionzi ya mawimbi mafupi ya moja kwa moja na iliyotawanyika yote hufika kwenye uso wa maji ulio wazi, wakati katika eneo lililofunikwa na FPV mionzi ya moja kwa moja huzuiwa na paneli huku mionzi iliyotawanyika ikiendelea kufika kwenye uso wa maji.

Uvukizaji kutoka kwenye nyuso zote mbili hukokotolewa kwa mlinganyo wa Penman uliorekebishwa, ambao hutathmini kila uso kivyake kulingana na mionzi halisi:

\[ E_{PEN}= \frac{ \Delta(0.0036R_n-\delta U)+ \gamma\lambda[f(u)]_d(e_s-e_a) }{ \lambda(\Delta+\gamma) } \]

Mlinganyo hutumia kwa pamoja vigezo kama mionzi halisi \(R_n\), mabadiliko ya uhifadhi wa joto katika wingi wa maji \(\delta U\), tofauti kati ya shinikizo la mvuke uliojaa na halisi, kazi ya upepo, thabiti ya kisaikrometri na joto fiche la uvukizaji.

Kiasi cha maji kinachohifadhiwa kwa saa moja chini ya FPV:

\[ V_{saved} = A_r f_c \frac{E_{open}-E_{covered}}{1000} \]

hukokotolewa kwa njia hiyo.

Maji yaliyohifadhiwa yanaunganishwaje na uzalishaji wa umeme wa maji?

Modeli inaunganisha maji yaliyookolewa kutokana na uvukizaji na ongezeko linalotokana na FPV katika kichwa halisi chenye ufanisi cha hifadhi:

\[ H_{FPV} = H_0+H_{saved} = H_0+\frac{V_{saved}}{A_r} \]

Kisha nguvu ya umeme wa maji:

\[ P_{hydro,m} = \rho gQ_{turbine}H_{FPV}\eta_{turbine} \]

hukokotolewa. Hapa \(\rho\) ni msongamano wa maji, \(g\) ni uharakishaji wa mvuto, \(Q_{turbine}\) ni mtiririko wa turbine na \(\eta_{turbine}\) ni ufanisi wa turbine ya Francis unaotegemea mtiririko jamaa.

Modeli ndogo ya FPV inafanya shughuli zipi?

Modeli ndogo ya FPV ina hatua kuu tatu:

1. Kubadilisha mionzi ya jua kwenda kwenye tambarare ya paneli,
2. kukokotoa halijoto ya seli chini ya kupozwa na hifadhi,
3. kukokotoa uzalishaji wa umeme wa DC/AC kupitia modeli ya diodi moja na inverter.

Jumla ya mionzi yenye ufanisi kwenye tambarare ya paneli:

\[ G_{eff}=G_{beam}+G_{diffuse} \]

imefafanuliwa hivyo. Kipengele cha moja kwa moja:

\[ G_{beam}=DNI\cos(AOI_{rad}) \]

na kipengele kilichotawanyika, kikijumuisha uakisi kutoka angani na uso wa maji:

\[ G_{diffuse} = DHI\frac{1+\cos(\theta_T)}{2} + GHI\alpha_a\frac{1-\cos(\theta_T)}{2} \]

hukokotolewa.

Kupozwa na hifadhi kunaingiaje katika halijoto ya seli?

Katika M3, halijoto ya seli haikokotolewi kwa kutumia faida isiyobadilika ya ufanisi, bali kwa kutumia halijoto ya hewa iliyoathiriwa na mazingira ya maji, mionzi na upepo:

\[ T_{c,FPV} = T_{w,air} + \frac{ \alpha G_{eff}(1-\eta_m) }{ U_{c,FPV}+U_{v,FPV}v_{wind} } \]

Hapa \(T_{w,air}\) ni halijoto ya hewa iliyoathiriwa na uso wa maji. \(U_{c,FPV}\) na \(U_{v,FPV}\) ni, mtawalia, vigawo vya upotevu wa joto visivyotegemea upepo na vinavyotegemea upepo.

Vigezo vya uhamishaji joto vya FPV vilivyotumiwa katika utafiti:

Uzalishaji wa umeme wa fotovoltaiki unakokotolewaje?

Utafiti unawakilisha moduli ya PV kwa saketi linganifu ya diodi moja:

\[ I = I_L - I_0 \left[ \exp\left( \frac{q(V+IR_s)} {nkT_{cell,K}} \right)-1 \right] - \frac{V+IR_s}{R_{sh}} \]

Kupitia algoriti ya kufuatilia sehemu ya nguvu ya juu, \(V_{mp}\) na \(I_{mp}\) huamuliwa na jumla ya nguvu ya DC:

\[ P_{DC}=N_{modules}V_{mp}I_{mp} \]

hukokotolewa, kisha hubadilishwa kuwa nguvu ya AC kwa kazi ya utendaji ya inverter.

Ni makisio gani yaliyopo katika modeli tuli M2?

M2 hukokotoa uvukizaji chini ya FPV kama:

\[ E_{covered}=E_{open}\varepsilon \]

na hutumia thabiti \(\varepsilon=0,6\). Kwa maneno mengine, katika uso uliofunikwa hukubaliwa uvukizaji wa %60 ikilinganishwa na maji yaliyo wazi.

Kwa upande wa kupozwa, M2 inakubali faida isiyobadilika ya %2,33 katika ufanisi wa fotovoltaiki. Tofauti ya M3 si kutumia thabiti kubwa zaidi, bali ni kupata mwingiliano yote mawili kila saa kutoka kwenye hali za hali ya hewa.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Katika hali za modeli zilizotumiwa kwa Waitaki, faida ya kupozwa kwa FPV hubadilika kwa kiasi kikubwa katika siku na misimu.
• Uwiano wa uvukizaji wa maji yaliyofunikwa na FPV ikilinganishwa na maji yaliyo wazi si wa kudumu na unaonyesha mabadiliko makubwa ya muda kulingana na hali ya mionzi.
• M3 ilikokotoa uzalishaji mkubwa zaidi wa FPV na uokoaji mkubwa zaidi wa maji katika mazingira ya Waitaki kuliko M1 na M2.
• Katika Waitaki, sehemu kuu ya faida ya nishati ya kila mwaka ilitokana si na uzalishaji wa ziada wa umeme wa maji, bali na ongezeko la uzalishaji wa PV kutokana na halijoto ya chini ya seli za FPV.
• Tofauti kati ya modeli yenye mienendo na modeli tuli huongezeka katika hali za majira ya joto zenye mionzi mikubwa.

Matokeo ambayo utafiti hauungi mkono au haukuyajaribu

• Haijaonyeshwa kwa majaribio kwamba kituo halisi cha 105 MWp FPV katika Waitaki kingetoa utendaji huu.
• Ongezeko la %7,2 la uzalishaji wa FPV wa kila mwaka lililokokotolewa katika M3 haliwezi kujumlishwa kwa hifadhi zote au hali zote za hewa.
• Uokoaji wa maji wa 659.250 m³/mwaka si mgawo wa kudumu wa uokoaji wa FPV kwa hifadhi nyingine.
• Utafiti haukokotoi muda wa kurejesha gharama kiuchumi, gharama ya uwekezaji au mapato ya soko la umeme.
• Athari za muda mrefu za kiikolojia, athari kwa ubora wa maji na tabia halisi ya kimitambo ya FPV si sehemu kuu ya tathmini ya modeli hii.
• Utafiti hauthibitishi mafanikio ya muda mrefu ya eneo halisi chini ya ukame wa miaka tofauti, utofauti wa kihidrolojia au mabadiliko ya tabianchi.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mfumo wa matumizi wa Waitaki

Uigaji ulifanywaje?

M1, M2 na M3 ziliendeshwa kwa pembejeo zilezile kwa saa 8.760 za mwaka mmoja kamili kwa hatua ya muda ya kila saa. Uzalishaji wa FPV uliwezeshwa wakati mionzi yenye ufanisi ilizidi 100 W/m². Chini ya sharti hili:

• Saa 3.573 FPV + umeme wa maji zilifanya kazi pamoja.
• Saa 5.187 kulikuwa na uendeshaji wa umeme wa maji pekee.

Data ya kila saa ya mwaka wa kawaida wa hali ya hewa kwa Waitaki ilichukuliwa kutoka PVGIS. Maandishi ya chanzo yanaeleza kuwa rekodi za uendeshaji wa umeme wa maji zilichukuliwa kutoka chanzo kilichoandikwa “New Zealand Electricity Authority” na kubadilishwa kuwa wastani wa kila saa wa miaka mingi kwa kipindi cha 2021–2025.

Modeli ilithibitishwaje moja kwa moja?

Kwa kuwa hakuna usakinishaji wa FPV katika hifadhi ya Waitaki, uthibitishaji wa moja kwa moja wa FPV katika eneo halisi haukuwezekana. Badala yake, watafiti walitumia ukaguzi mitatu wa uthibitishaji:

1. Kulinganisha modeli ndogo ya umeme wa maji na rekodi za kihistoria za uzalishaji na mtiririko,
2. kulinganisha vipengele vya uwezo vilivyokokotolewa na viwango vilivyoripotiwa katika maandiko,
3. kukagua kama tabia za FPV, kupozwa na uvukizaji zilifuata mienendo ya muda inayotarajiwa kifizikia.

Kwa upande wa umeme wa maji, wastani wa kichwa halisi cha kila mwaka uliokokotolewa kwa kurudi nyuma kutoka rekodi za kihistoria ulikuwa 20,16 m na ulilinganishwa na thamani ya muundo ya 21,5 m. Vipengele vya uwezo wa umeme wa maji vya kila mwezi vilibadilika kati ya %51,1–%71,5; kipengele cha uwezo wa kila mwaka kilikokotolewa kuwa %62.

Kipengele cha uwezo wa FPV kilifikia thamani ya chini zaidi ya takribani %10 mwezi Juni na thamani ya juu zaidi ya takribani %24 mwezi Novemba, huku wastani wa mwaka ukiwa takribani %17,3.

Tabia ya kupozwa katika siku wakilishi

Mifano ya misimu katika Kielelezo 7 cha chanzo inaonyesha kwa pamoja mabadiliko ya kila siku ya mionzi katika tambarare ya paneli na uzalishaji wa FPV, pamoja na athari ya kupozwa na maji kwenye halijoto ya seli. Katika siku wakilishi ya majira ya joto, mionzi yenye ufanisi ya juu zaidi iliripotiwa kuwa 1.077 W/m², na katika siku ya majira ya baridi kuwa 412 W/m².

Katika mfano wa 15 Januari, tofauti ya halijoto ya seli kati ya M1 na M3 ilifikia 36,78 °C, na uboreshaji wa ufanisi uliokokotolewa sambamba ulikuwa %11,03. Katika mfano wa 15 Julai, tofauti ya halijoto ilikuwa 16,76 °C na uboreshaji wa ufanisi ulikuwa %5,03. Thamani hizi mbili si vigawo vya kila mwaka visivyobadilika, bali ni tabia za kilele katika siku wakilishi zilizochaguliwa.

Ulinganisho wa kila mwaka wa M1–M2–M3

Mgawo wa kupozwa wenye mienendo si wa kudumu

Uboreshaji wa wastani wa kila mwaka wa ufanisi wa FPV wakati wa mchana unaotokana na M3 ni %6,98. Hata hivyo, thamani hii si ya kudumu katika siku nzima. Katika majira ya joto, wastani uliongezeka kutoka takribani %2,14 karibu na alfajiri hadi %7,4 karibu na adhuhuri ya jua. Bahasha ya asilimia %10–%90 wakati wa saa za adhuhuri katika majira ya joto hubadilika takribani kati ya %3,2–%10,6.

Katika majira ya baridi, wastani wa adhuhuri ulikuwa takribani %6,3, na kipindi amilifu kilipunguzwa hadi takribani 08:00–17:00. Thamani isiyobadilika ya %2,33 inayotumiwa na M2 ilikuwa chini ya wastani wa faida ya kupozwa iliyokokotolewa na M3 katika sehemu kubwa ya siku.

Uwiano wa uvukizaji chini ya FPV pia si wa kudumu

Katika modeli M3:

\[ \varepsilon=\frac{E_{covered}}{E_{open}} \]

uwiano ulibadilika pamoja na saa ya siku na msimu. Katika majira ya joto, \(\varepsilon\) ilibaki takribani katika kiwango cha 0,3–0,4 kwa sehemu kubwa ya kipindi amilifu cha mchana. Hii inalingana na takribani %60–%70 uvukizaji mdogo katika eneo lililofunikwa ikilinganishwa na maji yaliyo wazi.

Katika majira ya baridi, kati ya 11:00–13:00 uwiano ulipungua hadi takribani 0,10 na ukakaribia sifuri karibu na 15:00–16:00. Kwa upande mwingine, thamani ya \(\varepsilon=0,6\) katika modeli M2 ni ya kudumu mwaka mzima.

Halijoto ya seli kwa misimu

Kielelezo 10 kinaonyesha kwamba tofauti ya halijoto kati ya modeli hizo tatu huongezeka hasa katika saa za adhuhuri za majira ya joto zenye mionzi mikubwa. Kwa kuwa kipindi hiki pia huchangia sana uzalishaji wa FPV wa kila mwaka, uchaguzi wa modeli ya joto huathiri kwa kiasi kikubwa pia makadirio ya nishati ya kila mwaka.

Vilele vya nguvu ya FPV kwa misimu

Wasifu wa uvukizaji

Viwango vya wastani vya kilele vya uvukizaji katika majira ya joto vilikokotolewa kuwa 0,60; 0,58 na 0,55 mm/saa kwa M1, M2 na M3, mtawalia. Katika majira ya baridi, thamani hizi zilipungua hadi 0,32; 0,31 na 0,29 mm/saa.

Katika M3, wastani wa kila siku wa uokoaji wa maji uliokusanywa katika majira ya joto ulikuwa takribani 2.835 m³/siku, ilhali katika M2 ulikuwa 1.427 m³/siku. Katika majira ya baridi, thamani hizo zilikuwa 810 m³/siku kwa M3 na 346 m³/siku kwa M2.

Kwa nini ongezeko la uzalishaji wa umeme wa maji ni 39 MWh pekee?

Ingawa M3 inakokotoa uokoaji wa takribani mita za ujazo 659 elfu za maji kwa mwaka, faida ya umeme wa maji ni 39 MWh pekee. Utafiti unahusisha hali hii na uso mkubwa wa hifadhi ya Waitaki wa takribani 5,647 km². Katika uso mkubwa kiasi hiki, athari ya kiasi cha maji kilichohifadhiwa kwenye kiwango cha maji na hivyo kwenye kichwa halisi hubaki ndogo.

Kwa hiyo, katika mfano wa Waitaki, faida ya nishati iliyokokotolewa ya ujumuishaji wa FPV–umeme wa maji inatokana hasa si na kupitisha maji tena kwenye turbine, bali na ongezeko la uzalishaji wa FPV kutokana na halijoto ya chini ya paneli.

Vikwazo vikuu vya modeli

• Kwa kuwa hakuna mfumo halisi wa FPV katika hifadhi ya Waitaki, uthibitishaji wa moja kwa moja wa FPV katika eneo halisi haukufanywa.
• Uigaji unatumia mwaka wa kawaida wa hali ya hewa na haujumuishi utofauti wa hali ya hewa kati ya miaka.
• Mabadiliko ya kati ya miaka katika uingiaji wa maji na uendeshaji wa hifadhi hayakuundwa kwa kina.
• Modeli ya joto ya hifadhi inachukulia safu ya maji kuwa imechanganyika vizuri; vipindi vya kutabaka vinaweza kuwa na tabia changamano zaidi.
• Uboreshaji wa kiuchumi na bei za umeme ziko nje ya upeo wa utafiti huu.

Watafiti wanapendekeza kama kazi za baadaye uthibitishaji wa eneo halisi kwa kupima halijoto ya moduli halisi ya FPV, uzalishaji wa umeme, uvukizaji wa hifadhi na mwitikio wa umeme wa maji; uigaji wa miaka mingi wa hidrologia na hali ya hewa; uchambuzi wa unyeti wa jiometri ya hifadhi na uwiano wa kufunikwa kwa FPV; na kuunganisha modeli ya kifizikia ya kila saa na uboreshaji wa uendeshaji wa hifadhi pamoja na bei za umeme.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la awali la utafiti: Dynamic Modelling of Water–Energy Interactions in Hybrid Floating Photovoltaic–Hydropower Systems

Waandishi: Jiani Hu na Huibin Yin.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio katika toleo la chanzo umehifadhiwa.

Mwandishi mwenza wa kwanza/mchango sawa: Hakuna taarifa ya mchango sawa katika chanzo.

Mwandishi anayewasiliana: Jiani Hu; anwani ya mawasiliano imetolewa katika chanzo kama jhu303@aucklanduni.ac.nz.

Taasisi: Guangdong Provincial Key Laboratory of Multi-energy Complementary Distributed Energy Systems, Dongguan University of Technology, Dongguan, China; Department of Chemical and Materials Engineering, University of Auckland, Auckland, New Zealand.

Nambari ya Manuscript: RENE-D-26-07721.

Tarehe ya toleo la chanzo: 10 Juni 2026.

DOI: 10.2139/ssrn.6932277

Jukwaa: SSRN.

Tarehe ya rekodi ya SSRN: 13 Juni 2026.

Rekodi rasmi:https://ssrn.com/abstract=6932277

Hatua ya jarida/uchapishaji: Kwenye ukurasa wa kichwa, kazi inaelezwa kuwa “Submitted for review and possible publication in Renewable Energy”. Kauli hii inaonyesha lengo la kuwasilishwa/kupitiwa; haimaanishi kwamba ni makala iliyokubaliwa au kuchapishwa katika Renewable Energy.

Hali ya mapitio ya rika: Kazi hii ni preprint ambayo haijapitia mapitio ya rika; matokeo yanapaswa kutathminiwa kwa kuzingatia hatua hii ya uchapishaji na mipaka ya uundaji wa modeli.

Leseni: Katika toleo lililokaguliwa, leseni ya wazi ya kutumia upya haijaelezwa wazi.

Ufadhili: Hakuna taarifa tofauti ya ufadhili iliyotambuliwa katika toleo lililokaguliwa.

Mgongano wa maslahi: Hakuna taarifa tofauti ya competing-interest/mgongano wa maslahi iliyotambuliwa katika toleo lililokaguliwa.

CRediT/michango ya waandishi: Hakuna taarifa tofauti ya mchango wa waandishi iliyotambuliwa katika toleo lililokaguliwa.

Vyanzo vikuu vya data: Data ya kila saa ya mwaka wa kawaida wa hali ya hewa kwa eneo la Waitaki ilichukuliwa kutoka PVGIS; rekodi za uendeshaji wa umeme wa maji zilichukuliwa kutoka chanzo kinachotajwa katika maandishi ya chanzo kama “New Zealand Electricity Authority”. Jiometri ya hifadhi, data ya moduli/inverter ya PV na vigezo vingine vya modeli vimeorodheshwa katika viambatisho vya utafiti pamoja na vyanzo vyake.

Kiwango cha uthibitishaji: Kwa kuwa hakuna usakinishaji wa FPV katika hifadhi ya Waitaki, uthibitishaji wa moja kwa moja wa FPV katika eneo halisi haukufanywa. Upande wa umeme wa maji ulilinganishwa na rekodi za kihistoria za uendeshaji, vipengele vya uwezo wa FPV vilikaguliwa dhidi ya viwango vya maandiko, na mienendo ya kifizikia ya tabia ya joto/uvukizaji ilitathminiwa.

Mpaka wa maudhui ya kisayansi: Maelezo haya ya Verianla yanategemea milinganyo ya modeli, data za pembejeo, vigezo vya mfumo, majedwali, vielelezo, matokeo na vikwazo vya utafiti uliokaguliwa. Hakuna matokeo mapya ya kisayansi yaliyoongezwa kutoka vyanzo vya nje isipokuwa uthibitishaji wa utambulisho wa bibliografia. Thamani za uzalishaji, halijoto ya seli na uokoaji wa maji zilizokokotolewa kwa Waitaki ni matokeo ya modeli; si utendaji uliopimwa katika eneo halisi wa kituo halisi cha FPV.