آموزش محاسبه زاویه و شیب پنل خورشیدی

پنل های خورشیدی ، اشعه های خورشید را مستقیما از خورشید ، آسمان ، نور خورشید منعکس شده از زمین یا اطراف پنل دریافت و فراهم می کنند. زاویه و جهت گیری پنل در یک جهت و شیب برای به حداکثر رساندن میزان دریافت نور مستقیم خورشید و بازدهی بهینه آن بسیار مهم است.

در صورتی که تابش های خورشیدی به صورت عمود به صفحه پنل بتابند ، پنل ها بیشترین و بهترین دریافت انرژی خورشید را خواهند داشت. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، زاویه تابش خورشید در طول سال متفاوت است. بنابراین، زاویه شیب بهینه برای یک پانل فتوولتائیک در زمستان با زاویه شیب بهینه برای تابستان متفاوت است. این زاویه نیز بر اساس عرض جغرافیایی متفاوت خواهد بود.

اولین قدم در تعیین جهت گیری و زاویه شیب پنل PV بهینه ، بررسی مکانی است که سیستم خورشیدی در آن نصب خواهد شد. درختان، ساختمان‌های بزرگ، یا سایر سازه‌ها یا موانع اطراف آنجا ممکن است در زمان‌های مختلف روز یا در طول ماه‌های زمستان که خورشید در زاویه پایینی در آسمان قرار دارد ، بر روی یک پنل PV شیب دار سایه بیاندازند. بنابراین، بهتر است پانل های PV را به صورت افقی جهت دهید تا مستقیماً رو به آسمان باشد. این ممکن است به پانل ها اجازه دهد تا حداکثر میزان تابش خورشیدی را با کمترین انسداد دریافت کنند. با این حال به این نکته توجه کنید که یک پنل افقی سریعتر کثیف می شود.

با این حال، اگر محل احاطه کننده سیستم خورشیدی PV نسبتاً عاری از مانع باشد ، پنل PV باید همیشه رو به استوا باشد. در نیمکره شمالی ، پانل باید به سمت جنوب باشد و از افقی با زاویه ای تقریباً برابر با عرض جغرافیایی سایت کج شود (NREL 2005). برای مثال، اگر سیستم در اصفهان قرار داشته باشد، پانل PV باید رو به جنوب باشد و با زاویه تقریباً 32 یا 33 درجه به سمت بالا متمایل شود.

این توصیه‌ها برای زاویه شیب، با در نظر گرفتن زاویه خورشید در کل سال، یک میانگین را نشان می‌دهند. با این حال، اگر یک سیستم روشنایی PV در عرض جغرافیایی شمالی برای استفاده در هر چهار فصل طراحی شده باشد، ممکن است بهتر باشد که پنل خورشیدی را با زاویه ای شیب دهید که عملکرد آن را در زمستان بهینه کند.

به عنوان یک قاعده کلی، برای بهینه سازی عملکرد پنل ها در زمستان ، باید آنها را از افقی در زاویه 15 درجه بیشتر از عرض جغرافیایی به سمت بالا کج کرد. به عنوان مثال یک پانل با شیب 48 درجه در اصفهان (عرض جغرافیایی 33 درجه) برای زمستان مناسب است.

برعکس، اگر قرار است از یک سیستم خورشیدی PV فقط در تابستان استفاده شود ممکن است بهینه سازی عملکرد پانل PV برای تابستان بسیار مفید باشد. برای عملکرد بهینه در تابستان، پانل باید 15 درجه کمتر از عرض جغرافیایی کج شود (NREL 2005). متأسفانه، داده های تاریخی خوبی در مورد بهبود واقعی در عملکرد سیستم وجود ندارد که بتوان از طریق جهت گیری مناسب و شیب پانل PV به دست آورد.

بیشتر توصیه ها برای جهت گیری پانل بر اساس شبیه سازی های کامپیوتری و مدل های ریاضی ارائه می شود. تخمین بهبود عملکرد بر اساس بهینه سازی جهت گیری پانل PV و زاویه شیب از 10 تا 40 درصد است (Landau 2002).

روش بالا یکی از روشهای بسیار ساده و کاربردی جهت تعیین زاویه پنل خورشیدی در سیستم های جدا از شبکه و متوسط است ، در سیستم های بزرگ و متصل به شبکه ، محاسبات زاویه و شیب به صورت دقیق تر انجام می شود ، یکی از نرم افزارهایی که این محاسبات را به راحتی انجام می دهد ، نرم افزار PVsyst است که در آن با انتخاب محل نصب پنلها به راحتی می توانید زاویه شیب پنل ها را در طول سال ، تابستان و زمستان بدست آورید.