Са растућом глобалном потражњом за обновљивом енергијом, фотонапонска (соларна) технологија се широко користи као важна компонента чисте енергије. А како оптимизовати перформансе фотонапонских система ради побољшања енергетске ефикасности током њихове инсталације постало је важно питање за истраживаче и инжењере. Недавне студије су предложиле оптималне углове нагиба и висине елевације за кровне фотонапонске системе, пружајући нове идеје за побољшање ефикасности производње фотонапонске енергије.
Фактори који утичу на перформансе фотонапонских система
На перформансе кровног фотонапонског система утиче низ фактора, од којих су најкритичнији угао сунчевог зрачења, температура околине, угао монтаже и надморска висина. Услови осветљења у различитим регионима, климатске промене и кровна конструкција утичу на ефекат производње енергије фотонапонских панела. Међу овим факторима, угао нагиба и висина фотонапонских панела су две важне променљиве које директно утичу на њихов пријем светлости и ефикасност одвођења топлоте.
Оптимални угао нагиба
Студије су показале да оптимални угао нагиба фотонапонског система не зависи само од географске локације и сезонских варијација, већ је уско повезан и са локалним временским условима. Генерално, угао нагиба фотонапонских панела треба да буде близу локалне географске ширине како би се осигурао максималан пријем зрачеће енергије са сунца. Оптимални угао нагиба се обично може подесити на одговарајући начин у складу са годишњим доба како би се прилагодио различитим сезонским угловима светлости.
Оптимизација лети и зими:
1. Лети, када се сунце налази близу зенита, угао нагиба ПВ панела може се на одговарајући начин смањити како би се боље ухватила интензивна директна сунчева светлост.
2. Зими је угао сунца нижи, а одговарајуће повећање угла нагиба осигурава да ПВ панели добију више сунчеве светлости.
Поред тога, утврђено је да је дизајн са фиксним углом (обично фиксиран близу угла географске ширине) такође веома ефикасна опција у неким случајевима за практичне примене, јер поједностављује процес инсталације и даље обезбеђује релативно стабилну производњу електричне енергије у већини климатских услова.
Оптимална висина над главом
Приликом пројектовања кровног фотонапонског система, висина над фотонапонским панелима (тј. растојање између фотонапонских панела и крова) је такође важан фактор који утиче на његову ефикасност производње електричне енергије. Правилна висина побољшава вентилацију фотонапонских панела и смањује акумулацију топлоте, чиме се побољшавају термичке перформансе система. Студије су показале да када се повећа растојање између фотонапонских панела и крова, систем је у стању да ефикасно смањи пораст температуре и тиме побољша ефикасност.
Ефекат вентилације:
3. У недостатку довољне висине изнад главе, фотонапонски панели могу имати смањене перформансе због накупљања топлоте. Прекомерне температуре ће смањити ефикасност конверзије фотонапонских панела и чак могу скратити њихов век трајања.
4. Повећање висине одстојања помаже у побољшању циркулације ваздуха испод ПВ панела, снижавајући температуру система и одржавајући оптималне радне услове.
Међутим, повећање висине надземног система такође значи веће трошкове изградње и веће потребе за простором. Стога, избор одговарајуће висине надземног система мора бити уравнотежен према локалним климатским условима и специфичном дизајну фотонапонског система.
Експерименти и анализа података
Недавне студије су идентификовале нека оптимизована дизајнерска решења експериментисањем са различитим комбинацијама углова крова и висина надземних површина. Симулацијом и анализом стварних података из неколико региона, истраживачи су закључили:
5. оптимални угао нагиба: генерално, оптимални угао нагиба за кровни фотонапонски систем је у опсегу од плус или минус 15 степени локалне географске ширине. Специфична подешавања се оптимизују у складу са сезонским променама.
6. оптимална висина над главом: за већину кровних фотонапонских система, оптимална висина над главом је између 10 и 20 центиметара. Прениска висина може довести до накупљања топлоте, док превисока висина може повећати трошкове инсталације и одржавања.
Закључак
Са континуираним напретком соларне технологије, како максимизирати ефикасност производње електричне енергије фотонапонских система постало је важно питање. Оптимални угао нагиба и висина кровних фотонапонских система предложени у новој студији пружају теоријска оптимизациона решења која помажу у даљем побољшању укупне ефикасности фотонапонских система. У будућности, са развојем интелигентног дизајна и технологије великих података, очекује се да ћемо бити у могућности да постигнемо ефикасније и економичније коришћење фотонапонске енергије кроз прецизнији и персонализованији дизајн.
Време објаве: 13. фебруар 2025.