S rastúcim globálnym dopytom po obnoviteľnej energii sa fotovoltaická (solárna) technológia široko používa ako dôležitá súčasť čistej energie. A ako optimalizovať výkon PV systémov na zlepšenie energetickej účinnosti počas ich inštalácie sa stal dôležitým problémom pre výskumných pracovníkov a inžinierov. Posledné štúdie navrhli optimálne uhly sklonu a výšky výšky pre strešné FV systémy, ktoré poskytujú nové nápady na zlepšenie efektívnosti výroby energie PV.
Faktory ovplyvňujúce výkon PV systémov
Výkon strešného PV systému je ovplyvnený mnohými faktormi, z ktorých najkritickejšie zahŕňajú uhol slnečného žiarenia, okolitú teplotu, montážny uhol a vyvýšenie. Svetlé podmienky v rôznych oblastiach, zmena podnebia a štruktúra strechy ovplyvňujú účinok výroby energie PV panelov. Spomedzi týchto faktorov sú uhol sklonu a výška nadzemných panelov dve dôležité premenné, ktoré priamo ovplyvňujú ich svetlo a účinnosť rozptylu tepla.
Optimálny uhol sklonu
Štúdie ukázali, že optimálny uhol sklonu PV systému závisí nielen od geografického umiestnenia a sezónnych variácií, ale tiež úzko súvisí s miestnymi poveternostnými podmienkami. Vo všeobecnosti by mal byť uhol sklonu PV panelov blízko miestnej zemepisnej šírky, aby sa zabezpečilo maximálny príjem žiarivej energie zo slnka. Optimálny uhol sklonu sa dá zvyčajne upraviť primerane podľa sezóny, aby sa prispôsobil rôznym sezónnym uhlom svetla.
Optimalizácia v lete a zime:
1. V lete, keď sa slnko nachádza v blízkosti zenitu, môže byť uhol sklonu PV panelov primerane znížený, aby sa lepšie zachytilo intenzívne priame slnečné svetlo.
2. V zime je uhol slnečného žiarenia nižší a primerane zvyšovanie uhla naklonenia zaisťuje, že PV panely dostanú viac slnečného svetla.
Okrem toho sa zistilo, že v niektorých prípadoch pre praktické aplikácie je aj konštrukcia pevného uhla (obvykle pevne pevne pevne v blízkosti uhla zemepisnej šírky) tiež vysoko efektívnou možnosťou pre praktické aplikácie, pretože zjednodušuje proces inštalácie a stále poskytuje relatívne stabilné generovanie energie za väčšiny klimatických podmienok .
Optimálna výška režijných nákladov
V návrhu strešného FV systému je výška hornej hlavičky PV panelov (tj vzdialenosť medzi PV panelmi a strechou) tiež dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje jeho účinnosť výroby energie. Správna výška zvyšuje vetranie PV panelov a znižuje akumuláciu tepla, čím sa zlepšuje tepelný výkon systému. Štúdie ukázali, že keď sa zvýši vzdialenosť medzi PV panelmi a strechou, systém je schopný účinne znížiť zvýšenie teploty a tak zlepšiť účinnosť.
Účinok ventilácie:
3. Pri absencii dostatočnej výšky nad hlavou môžu PV panely trpieť zníženým výkonom v dôsledku nahromadenia tepla. Nadmerné teploty znížia účinnosť konverzie PV panelov a môže dokonca skrátiť ich životnosť.
4. Zvýšenie výšky stand-off pomáha zlepšovať cirkuláciu vzduchu pod PV panelami, znižuje teplotu systému a udržiava optimálne prevádzkové podmienky.
Zvýšenie výšky režijných nákladov však tiež znamená vyššie náklady na výstavbu a väčšie požiadavky na priestor. Preto je potrebné výber vhodnej výšky režijných nákladov vyvážiť podľa miestnych klimatických podmienok a špecifického návrhu PV systému.
Pokusy a analýza údajov
Posledné štúdie identifikovali niektoré optimalizované riešenia navrhovania experimentovaním s rôznymi kombináciami strešných uhlov a výšok nad hlavou. Simuláciou a analýzou skutočných údajov z niekoľkých regiónov vedci dospeli k záveru:
5. Optimálny uhol sklonu: Všeobecne je optimálny uhol sklonu pre strešný PV systému v rozsahu plus alebo mínus 15 stupňov miestnej zemepisnej šírky. Špecifické úpravy sú optimalizované podľa sezónnych zmien.
6. Optimálna výška režijných nákladov: Pre väčšinu strešných PV systémov je optimálna výška režijných nákladov medzi 10 a 20 centimetrami. Príliš nízka výška môže viesť k nahromadeniu tepla, zatiaľ čo príliš vysoká výška môže zvýšiť náklady na inštaláciu a údržbu.
Záver
S neustálym rozvojom solárnych technológií sa to, ako maximalizovať efektívnosť výroby FV systémov, stala dôležitým problémom. Optimálny uhol náklonu a výška režijných nákladov na strešných FV systémoch navrhnutých v novej štúdii poskytujú teoretické optimalizačné riešenia, ktoré pomáhajú ďalej zlepšovať celkovú účinnosť PV systémov. V budúcnosti sa s vývojom inteligentného dizajnu a technológie veľkých dát očakáva, že budeme schopní dosiahnuť efektívnejšie a ekonomickejšie využívanie PV energie prostredníctvom presnejšieho a prispôsobenejšieho dizajnu.
Čas príspevku: 13. február-2025