مطالعه زاویه های پنل خورشیدی را برای حداکثر کارایی بهینه می کند

بهره وری سیستم های انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV) به شدت به زاویه نصب پنل های خورشیدی بستگی دارد.از آنجایی که ویژگی های تشعشع خورشیدی در عرض جغرافیای مختلف زمین به طور قابل توجهی متفاوت استبرای به حداکثر رساندن جذب انرژی، تنظیم شیب پنل با توجه به موقعیت جغرافیایی و تغییرات فصلی بسیار مهم است.

زاویه شیب پنل خورشیدی به زاویه بین سطح پنل و هواپیما افقی اشاره دارد. به طور ایده آل، پنل ها همیشه باید عمودی به نور خورشید برای بهره وری بهینه باقی بمانند.با این حالاز آنجا که موقعیت خورشید در طول روز و در طول فصل تغییر می کند، پانل های زاویه ثابت نمی توانند عملکرد خود را در طول سال حفظ کنند.محاسبه و تنظیم زاویه های خم بر اساس شرایط خاص برای به حداکثر رساندن تولید انرژی ضروری است.

چندین عنصر حیاتی بر زاویه شیب ایده آل پنل های خورشیدی تأثیر می گذارند:

• عرض جغرافیایی:مهمترین عامل، عرض البلد، موقعیت متوسط خورشید را در آسمان تعیین می کند. عرض البلد های بالاتر، زاویه های شیب تری را نیاز دارند، به ویژه در زمستان که خورشید در افق پایین می ماند.
• تغییرات فصلی:ارتفاع خورشید بین تابستان (زاویه های بالاتر) و زمستان (زاویه های پایین) به طور چشمگیری تغییر می کند. تنظیمات فصلی می تواند به طور قابل توجهی تولید انرژی سالانه را بهبود بخشد.
• طول روز:روزهای کوتاه تر زمستان، زاویه های شیب مطلوب را برای استفاده از ساعات محدود نور خورشید نیاز دارند.
• شرایط آب و هوایی:جمع آوری برف و پوشش ابری مکرر ممکن است زاویه های شیب دارتری را برای تسهیل ریزش برف یا جبران شرایط نور پراکنده تضمین کند.
• الگوهای تقاضای انرژی:کاربران با اوج مصرف برق فصلی (برداری تابستانی در مقابل گرمایش زمستانی) ممکن است زاویه های مختلف خم را برای مطابقت با الگوهای مصرف خود اولویت بندی کنند.

چندین روش ثابت برای تعیین زاویه های شیب ایده آل وجود دارد:

این رویکرد ساده از محاسبات مبتنی بر عرض جغرافیایی استفاده می کند:

• فرمول اصلی:
  • زمستون: عرض عرض + 15°
  • تابستان: عرض جغرافیایی - 15°
  • بهار/پاییز: عرض جغرافیایی
• فرمول بهبود يافته:
  • زمستان: (عرض × 0.9) + 29°
  • تابستان: (عرض × 0.9) - 23.5°
  • بهار/پاییز: عرض جغرافیایی - 2.5°

به عنوان مثال، در عرض جغرافیایی 34°:

• روش پایه 49° ( زمستان) و 19° ( تابستان) را به دست می آورد
• روش پیشرفته ~ 59.6 ° ( زمستان) و ~ 7.1 ° ( تابستان) را تولید می کند

این تکنیک با استفاده از ماشین حساب های تخصصی یا ابزارهای نرم افزاری، زاویه های ارتفاع متوسط خورشید را برای فصل های مختلف محاسبه می کند.

نرم افزارهای حرفه ای مانند PVsyst یا SAM می توانند خروجی انرژی را در زاویه های مختلف شیب شبیه سازی کنند و داده های آب و هوایی محلی و مشخصات پانل را برای بهینه سازی دقیق در نظر بگیرند.

در نیمکره ی شمالی، جهت گیری واقعی جنوب، حداکثر نور خورشید را به ارمغان می آورد، در حالی که شمال واقعی در نیمکره ی جنوبی، مطلوب است.تعدیلات جزئی باید همچنان اولویت حداکثر نور خورشید را داشته باشند.

برای حداکثر کارایی، سیستم های نصب تنظیم پذیر بهینه سازی زاویه فصلی یا مداوم را ارائه می دهند:

• سیستم های دستی:مقرون به صرفه اما نیاز به تنظیم دوره ای انسان
• سیستم های ردیابی خودکار:استفاده از سنسورها و کنترل کننده ها برای حفظ زاویه های مطلوب، ارائه بهره وری بیشتر با هزینه بیشتر

هنگام تنظیم زاویه های پنل:

• اولویت ایمنی در طول نصب و نگهداری
• از سایه گذاری از ساختمان ها یا گیاهان نزدیک اجتناب کنید
• در نظر گرفتن ظرفیت بار باد در مکان های در معرض
• برنامه ریزی چک های منظم زاویه
• برای نصب و راه اندازی های پیچیده با متخصصان مشورت کنید

دستورالعمل های کلی جهت گیری با عرض جغرافیایی (نیاز به تأیید محلی دارد):

• خط استوا (0° عرض البلد):نصب تقریبا مسطح (0°)
• عرض جغرافیایی پایین (0°-30°):زمستان: عرض جغرافیایی+10°؛ تابستان: عرض جغرافیایی-10°
• عرض جغرافیایی میانی (30°-60°):زمستان: عرض جغرافیایی+15°؛ تابستان: عرض جغرافیایی-15°
• عرض جغرافیایی بالا (60°-90°):زمستان: عرض جغرافیایی+20°؛ تابستان: عرض جغرافیایی-20°

بهینه سازی استراتژیک زاویه های شیب پنل خورشیدی عملکرد سیستم PV را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. با توجه به عوامل جغرافیایی، فصلی و عملیاتی،تولید کنندگان انرژی می توانند سود اقتصادی و مزایای زیست محیطی از نصب های خورشیدی را به حداکثر برسانند.