Wraz z rosnącym globalnym zapotrzebowaniem na energię odnawialną technologia fotowoltaiczna (słoneczna) była szeroko stosowana jako ważny element czystej energii. A jak zoptymalizować wydajność systemów fotowoltaicznych w celu poprawy efektywności energetycznej podczas ich instalacji, stał się ważnym problemem dla badaczy i inżynierów. Ostatnie badania zaproponowały optymalne kąty pochylenia i wysokości wysokości dla systemów PV na dachu, zapewniając nowe pomysły na poprawę wydajności wytwarzania energii PV.
Czynniki wpływające na wydajność systemów PV
Na wydajność systemu PV na dachu wpływa szereg czynników, z których najbardziej krytyczny obejmuje kąt promieniowania słonecznego, temperaturę otoczenia, kąt montażu i wysokość. Warunki świetlne w różnych regionach, zmiany klimatu i struktura dachu wpływają na efekt wytwarzania energii paneli PV. Wśród tych czynników kąt pochylenia i wysokość paneli PV to dwie ważne zmienne, które bezpośrednio wpływają na ich lekkie odbiór i wydajność rozpraszania ciepła.
Optymalny kąt pochylenia
Badania wykazały, że optymalny kąt pochylenia systemu PV zależy nie tylko od lokalizacji geograficznej i wariantów sezonowych, ale jest również ściśle związane z lokalnymi warunkami pogodowymi. Ogólnie rzecz biorąc, kąt pochylenia paneli PV powinien znajdować się blisko lokalnej szerokości geograficznej, aby zapewnić maksymalne odbiór energii promieniowania ze słońca. Optymalny kąt pochylenia można zwykle odpowiednio dostosować według sezonu, aby dostosować się do różnych sezonowych kąty światła.
Optymalizacja latem i zimą:
1. Latem, gdy słońce znajduje się w pobliżu zenitu, kąt pochylenia paneli PV można odpowiednio obniżyć, aby lepiej uchwycić intensywne bezpośrednie światło słoneczne.
2. Zimą kąt słońca jest niższy, a odpowiednio zwiększenie kąta pochylenia zapewnia, że panele PV otrzymują więcej światła słonecznego.
Ponadto stwierdzono, że konstrukcja kąta stałego (zwykle ustalona w pobliżu kąta szerokości geograficznej) jest również wysoce wydajną opcją w niektórych przypadkach dla praktycznych zastosowań, ponieważ upraszcza proces instalacji i nadal zapewnia stosunkowo stabilne wytwarzanie energii w większości warunków klimatycznych .
Optymalna wysokość narzutowa
W projektowaniu systemu PV na dachu wysokość paneli PV (tj. Odległość między paneli PV a dachem) jest również ważnym czynnikiem wpływającym na jego wydajność wytwarzania energii. Prawidłowa wysokość zwiększa wentylację paneli PV i zmniejsza akumulację ciepła, poprawiając w ten sposób wydajność termiczną systemu. Badania wykazały, że gdy zwiększa się odległość między paneli PV i dachem, system jest w stanie skutecznie zmniejszyć wzrost temperatury, a tym samym poprawić wydajność.
Efekt wentylacji:
3. Przy braku wystarczającej wysokości górnej panele PV mogą cierpieć z powodu zmniejszonej wydajności z powodu gromadzenia się ciepła. Nadmierne temperatury zmniejszy wydajność konwersji paneli PV, a nawet może skrócić ich żywotność.
4. Wzrost wysokości wysunięcia pomaga poprawić cyrkulację powietrza pod paneli PV, obniżając temperaturę systemu i utrzymując optymalne warunki pracy.
Jednak wzrost wysokości kosztów ogólnych oznacza również wyższe koszty budowy i więcej wymagań przestrzennych. Dlatego wybór odpowiedniej wysokości górnej musi być zrównoważony zgodnie z lokalnymi warunkami klimatycznymi i specyficzną konstrukcją systemu PV.
Eksperymenty i analiza danych
Ostatnie badania zidentyfikowały niektóre zoptymalizowane rozwiązania projektowe, eksperymentując z różnymi kombinacjami kąta dachu i wysokościami górnymi. Symulując i analizując rzeczywiste dane z kilku regionów, naukowcy doszli do wniosku:
5. Optymalny kąt pochylenia: Zasadniczo optymalny kąt pochylenia dla systemu PV dachu znajduje się w zakresie plus lub minus 15 stopni lokalnej szerokości geograficznej. Specyficzne korekty są zoptymalizowane zgodnie ze zmianami sezonowymi.
6. Optymalna wysokość narzutowa: W przypadku większości systemów PV na dachu optymalna wysokość narzutowa wynosi od 10 do 20 centymetrów. Zbyt niska wysokość może prowadzić do gromadzenia się ciepła, podczas gdy zbyt wysoka wysokość może zwiększyć koszty instalacji i konserwacji.
Wniosek
Wraz z ciągłym postępem technologii słonecznej, to, jak zmaksymalizować wydajność wytwarzania energii w systemach PV, stał się ważnym problemem. Optymalny kąt pochylenia i wysokość ogólnej wysokości systemów PV na dachu zaproponowane w nowym badaniu zapewniają teoretyczne rozwiązania optymalizacyjne, które pomagają w dalszej poprawie ogólnej wydajności systemów PV. W przyszłości, wraz z rozwojem inteligentnego projektowania i technologii dużych zbiorów danych, oczekuje się, że będziemy w stanie osiągnąć bardziej wydajne i ekonomiczne wykorzystanie energii PV dzięki dokładniejszej i spersonalizowanej projektowi.
Czas po: 13-2025 lutego