Z naraščajočim globalnim povpraševanjem po obnovljivi energiji se tehnologija fotovoltaične (sončne) pogosto uporablja kot pomemben sestavni del čiste energije. In kako optimizirati delovanje PV sistemov za izboljšanje energetske učinkovitosti med njihovo namestitvijo, je postalo pomembno vprašanje za raziskovalce in inženirje. Nedavne študije so predlagale optimalne nagibne kote in višine višine za PV sisteme na strehi, kar zagotavlja nove ideje za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje energije PV.
Dejavniki, ki vplivajo na delovanje PV sistemov
Na delovanje PV sistema na strehi vplivajo številni dejavniki, med katerimi so najbolj kritični kot sončnega sevanja, temperatura okolice, pritrdilni kot in nadmorska višina. Svetlobni pogoji v različnih regijah, podnebnih spremembah in strukturi strehe vplivajo na učinek proizvodnje energije PV plošč. Med temi dejavniki sta kota nagiba in nadzemna višina PV plošč dve pomembni spremenljivki, ki neposredno vplivata na njihov svetlobni sprejem in učinkovitost odvajanja toplote.
Optimalni nagib
Študije so pokazale, da je optimalni nagib PV sistema odvisen samo od geografske lege in sezonskih sprememb, ampak je tudi tesno povezan z lokalnimi vremenskimi razmerami. Na splošno mora biti nagib PV plošč blizu lokalne zemljepisne širine, da se zagotovi največja sprejem sijoče energije s sonca. Optimalni kot nagiba je mogoče običajno primerno prilagoditi glede na sezono, da se prilagodimo različnim sezonskim svetlobnim kotom.
Optimizacija poleti in pozimi:
1. poleti, ko se sonce nahaja v bližini zenita, lahko nagib PV plošč ustrezno spustimo, da bolje zajamete intenzivno neposredno sončno svetlobo.
2. Pozimi je kot sonce nižji in ustrezno povečanje kota nagiba zagotavlja, da PV plošče prejmejo več sončne svetlobe.
Poleg tega je bilo ugotovljeno, da je zasnova fiksnega kota (običajno pritrjena blizu kota širine) tudi v nekaterih primerih za praktične aplikacije zelo učinkovita možnost, saj poenostavi postopek namestitve in še vedno zagotavlja razmeroma stabilno proizvodnjo energije v večini podnebnih pogojev .
Optimalna nadzemna višina
Pri zasnovi PV sistema na strehi je nadzemna višina PV plošč (tj. Razdalja med PV ploščami in streho) tudi pomemben dejavnik, ki vpliva na njegovo učinkovitost proizvodnje energije. Pravilna višina poveča prezračevanje PV plošč in zmanjša kopičenje toplote, s čimer se izboljša toplotna zmogljivost sistema. Študije so pokazale, da ko se razdalja med PV ploščami in streho poveča, lahko sistem učinkovito zmanjša dvig temperature in s tem izboljša učinkovitost.
Učinek prezračevanja:
3. Če ni zadostne nadzemne višine, lahko PV plošče zaradi nastajanja toplote trpijo zaradi zmanjšanih zmogljivosti. Prekomerne temperature bodo zmanjšale učinkovitost pretvorbe PV plošč in lahko celo skrajšale njihovo življenjsko dobo.
4. Povečanje višine vklopa pomaga izboljšati kroženje zraka pod PV ploščami, znižanje temperature sistema in vzdrževanje optimalnih delovnih pogojev.
Vendar povečanje nadzemne višine pomeni tudi večje stroške gradnje in več prostora. Zato je treba izbiro ustrezne nadzemne višine uravnotežiti glede na lokalne podnebne razmere in specifično zasnovo PV sistema.
Poskusi in analiza podatkov
Nedavne študije so opredelile nekatere optimizirane oblikovalske rešitve z eksperimentiranjem z različnimi kombinacijami strešnih kotov in nadzemnih višin. S simulacijo in analizo dejanskih podatkov iz več regij so raziskovalci zaključili:
5. Optimalni nagib: Na splošno je optimalni nagib za strešni PV sistem v območju plus ali minus 15 stopinj lokalne zemljepisne širine. Specifične prilagoditve so optimizirane glede na sezonske spremembe.
6. Optimalna višina nadzemne stroške: Za večino PV sistemov na strehi je optimalna nadzemna višina med 10 in 20 centimetrov. Prenizka višina lahko privede do nastajanja toplote, medtem ko lahko nadmorska višina poveča stroške namestitve in vzdrževanja.
Zaključek
Z nenehnim napredkom sončne tehnologije je postalo pomembno vprašanje, kako povečati učinkovitost proizvodnje energije PV sistemov. Optimalni kot nagiba in nadzemna višina PV sistemov na strehi, predlagano v novi študiji, zagotavljata teoretične rešitve za optimizacijo, ki pomagajo pri nadaljnjem izboljšanju splošne učinkovitosti PV sistemov. V prihodnosti se bo z razvojem inteligentnega oblikovanja in velikih podatkovnih tehnologij pričakovalo, da bomo z natančnejšim in prilagojenim oblikovanjem lahko dosegli učinkovitejšo in ekonomično porabo energije PV.
Čas objave: februar-13-2025