Со растечката глобална побарувачка за обновлива енергија, фотоволтаичната (соларна) технологија е широко користена како важна компонента на чистата енергија. А како да се оптимизираат перформансите на фотоволтаичните системи за да се подобри енергетската ефикасност за време на нивната инсталација стана важно прашање за истражувачите и инженерите. Неодамнешните студии предложија оптимални агли на наклон и висини на издигнување за фотоволтаични системи на покривот, давајќи нови идеи за подобрување на ефикасноста на производството на фотоволтаична енергија.
Фактори што влијаат на перформансите на фотоволтаичните системи
Перформансите на фотоволтаичниот систем на покривот се под влијание на голем број фактори, од кои најкритични се аголот на сончевото зрачење, температурата на околината, аголот на монтирање и надморската височина. Светлосните услови во различни региони, климатските промени и структурата на покривот влијаат врз ефектот на производство на енергија од фотоволтаичните панели. Меѓу овие фактори, аголот на навалување и висината на надземните панели се две важни варијабли кои директно влијаат на нивниот прием на светлина и ефикасноста на дисипација на топлина.
Оптимален агол на навалување
Студиите покажаа дека оптималниот агол на наклон на фотоволтаичниот систем зависи не само од географската локација и сезонските варијации, туку е тесно поврзан и со локалните временски услови. Општо земено, аголот на наклон на фотоволтаичните панели треба да биде блиску до локалната географска ширина за да се обезбеди максимален прием на зрачна енергија од сонцето. Оптималниот агол на наклон обично може соодветно да се прилагоди според сезоната со цел да се прилагоди на различните сезонски агли на светлината.
Оптимизација во лето и зима:
1. Во лето, кога сонцето е близу до зенитот, аголот на наклон на фотоволтаичните панели може соодветно да се намали за подобро да се опфати интензивната директна сончева светлина.
2. Во зима, аголот на сонцето е помал, а соодветното зголемување на аголот на наклон гарантира дека фотоволтаичните панели добиваат повеќе сончева светлина.
Покрај тоа, откриено е дека дизајнот со фиксен агол (обично фиксиран близу аголот на географската ширина) е исто така многу ефикасна опција во некои случаи за практични апликации, бидејќи го поедноставува процесот на инсталација, а сепак обезбедува релативно стабилно производство на енергија под повеќето климатски услови.
Оптимална надземна висина
При дизајнирањето на кровен фотоволтаичен систем, висината на фотоволтаичните панели (т.е. растојанието помеѓу фотоволтаичните панели и покривот) е исто така важен фактор што влијае на ефикасноста на производството на енергија. Соодветната надморска височина ја подобрува вентилацијата на фотоволтаичните панели и ја намалува акумулацијата на топлина, со што се подобруваат термичките перформанси на системот. Студиите покажаа дека кога растојанието помеѓу фотоволтаичните панели и покривот е зголемено, системот е во состојба ефикасно да го намали зголемувањето на температурата и со тоа да ја подобри ефикасноста.
Вентилациски ефект:
3. Во отсуство на доволна надземна висина, фотоволтаичните панели може да имаат намалени перформанси поради натрупување на топлина. Прекумерните температури ќе ја намалат ефикасноста на конверзија на фотоволтаичните панели, па дури и може да го скратат нивниот век на траење.
4. Зголемувањето на висината на одвојување помага да се подобри циркулацијата на воздухот под фотоволтаичните панели, намалувајќи ја температурата на системот и одржувајќи оптимални услови за работа.
Сепак, зголемувањето на висината на надземните објекти исто така значи повисоки трошоци за изградба и поголем простор. Затоа, изборот на соодветна висина на надземните објекти треба да биде избалансиран според локалните климатски услови и специфичниот дизајн на фотоволтаичниот систем.
Експерименти и анализа на податоци
Неодамнешните студии идентификуваа некои оптимизирани дизајнерски решенија преку експериментирање со различни комбинации на агли на покривот и висини на надземните делови. Со симулирање и анализа на реални податоци од неколку региони, истражувачите заклучија:
5. оптимален агол на навалување: генерално, оптималниот агол на навалување за фотоволтаичен систем на покрив е во опсег од плус или минус 15 степени од локалната географска ширина. Специфичните прилагодувања се оптимизираат според сезонските промени.
6. оптимална висина на надземната плоча: за повеќето фотоволтаични системи на покривот, оптималната висина на надземната плоча е помеѓу 10 и 20 сантиметри. Премалата надморска височина може да доведе до натрупување на топлина, додека превисоката надморска височина може да ги зголеми трошоците за инсталација и одржување.
Заклучок
Со континуираниот напредок на соларната технологија, како да се максимизира ефикасноста на производството на енергија од фотоволтаичните системи стана важно прашање. Оптималниот агол на навалување и висината над покривот на фотоволтаичните системи предложени во новата студија обезбедуваат теоретски решенија за оптимизација кои помагаат за понатамошно подобрување на целокупната ефикасност на фотоволтаичните системи. Во иднина, со развојот на интелигентниот дизајн и технологијата за големи податоци, се очекува дека ќе можеме да постигнеме поефикасно и поекономично искористување на фотоволтаичната енергија преку попрецизен и персонализиран дизајн.
Време на објавување: 13 февруари 2025 година