Με την αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η φωτοβολταϊκή (ηλιακή) τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε ευρέως ως σημαντικό συστατικό της καθαρής ενέργειας. Και πώς να βελτιστοποιήσετε την απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης κατά τη διάρκεια της εγκατάστασής τους έχει γίνει ένα σημαντικό ζήτημα για τους ερευνητές και τους μηχανικούς. Πρόσφατες μελέτες έχουν προτείνει τις βέλτιστες γωνίες κλίσης και τα ύψη ανύψωσης για τα συστήματα φωτοβολταϊκών οροφών, παρέχοντας νέες ιδέες για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων
Η απόδοση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος στον τελευταίο όροφο επηρεάζεται από έναν αριθμό παραγόντων, οι πιο επικριτικοί από τους οποίους περιλαμβάνουν τη γωνία της ηλιακής ακτινοβολίας, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τη γωνία τοποθέτησης και την ανύψωση. Οι συνθήκες φωτός σε διαφορετικές περιοχές, η αλλαγή του κλίματος και η δομή της οροφής επηρεάζουν όλα τα αποτελέσματα παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Μεταξύ αυτών των παραγόντων, η γωνία κλίσης και το ύψος των φωτοβολταϊκών πλαισίων είναι δύο σημαντικές μεταβλητές που επηρεάζουν άμεσα την απόδοση της λήψης φωτός και της θερμότητας.
Βέλτιστη γωνία κλίσης
Μελέτες έχουν δείξει ότι η βέλτιστη γωνία κλίσης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος εξαρτάται όχι μόνο από τη γεωγραφική θέση και τις εποχιακές παραλλαγές, αλλά συνδέεται επίσης στενά με τις τοπικές καιρικές συνθήκες. Γενικά, η γωνία κλίσης των φωτοβολταϊκών πλαισίων θα πρέπει να είναι κοντά στο τοπικό γεωγραφικό πλάτος για να εξασφαλιστεί η μέγιστη λήψη ακτινοβολίας ενέργειας από τον ήλιο. Η βέλτιστη γωνία κλίσης μπορεί συνήθως να ρυθμιστεί κατάλληλα σύμφωνα με την εποχή προκειμένου να προσαρμοστεί σε διαφορετικές εποχιακές γωνίες φωτός.
Βελτιστοποίηση το καλοκαίρι και το χειμώνα:
1 το καλοκαίρι, όταν ο ήλιος βρίσκεται κοντά στο ζενίθ, η γωνία κλίσης των φωτοβολταϊκών πλαισίων μπορεί να μειωθεί κατάλληλα για να καταγράψει καλύτερα το έντονο άμεσο ηλιακό φως.
2 το χειμώνα, η γωνία του ήλιου είναι χαμηλότερη και η κατάλληλη αύξηση της γωνίας κλίσης εξασφαλίζει ότι τα φωτοβολταϊκά πάνελ λαμβάνουν περισσότερο ηλιακό φως.
Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι ένας σχεδιασμός σταθερής γωνίας (που συνήθως σταθεροποιείται κοντά στη γωνία γεωγραφικού πλάτους) είναι επίσης μια εξαιρετικά αποτελεσματική επιλογή σε ορισμένες περιπτώσεις για πρακτικές εφαρμογές, καθώς απλοποιεί τη διαδικασία εγκατάστασης και εξακολουθεί να παρέχει σχετικά σταθερή παραγωγή ισχύος κάτω από τις περισσότερες κλιματικές συνθήκες .
Βέλτιστο ύψος
Στο σχεδιασμό ενός φωτοβολταϊκού συστήματος στον τελευταίο όροφο, το ύψος των φωτοβολταϊκών πλαισίων (δηλαδή η απόσταση μεταξύ των φωτοβολταϊκών πάνελ και της οροφής) είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής ενέργειας. Μια σωστή ανύψωση ενισχύει τον εξαερισμό των φωτοβολταϊκών πλαισίων και μειώνει τη συσσώρευση θερμότητας, βελτιώνοντας έτσι τη θερμική απόδοση του συστήματος. Μελέτες έχουν δείξει ότι όταν η απόσταση μεταξύ των φωτοβολταϊκών πλαισίων και της οροφής αυξάνεται, το σύστημα είναι σε θέση να μειώσει αποτελεσματικά την αύξηση της θερμοκρασίας και έτσι να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα.
Εφέ Εξαερισμού:
3. Ελλείψει επαρκούς ύψους εναέριας κυκλοφορίας, τα φωτοβολταϊκά πάνελ μπορεί να υποφέρουν από μειωμένη απόδοση λόγω συσσώρευσης θερμότητας. Οι υπερβολικές θερμοκρασίες θα μειώσουν την απόδοση μετατροπής των φωτοβολταϊκών πλαισίων και μπορεί ακόμη και να συντομεύσουν τη διάρκεια ζωής τους.
4. Η αύξηση του ύψους stand-off συμβάλλει στη βελτίωση της κυκλοφορίας του αέρα κάτω από τα φωτοβολταϊκά πάνελ, μειώνοντας τη θερμοκρασία του συστήματος και τη διατήρηση των βέλτιστων συνθηκών λειτουργίας.
Ωστόσο, η αύξηση του ύψους των εναέρσερων σημαίνει επίσης υψηλότερο κόστος κατασκευής και περισσότερες απαιτήσεις χώρου. Ως εκ τούτου, η επιλογή του κατάλληλου ύψους εναέριας κυκλοφορίας πρέπει να εξισορροπηθεί σύμφωνα με τις τοπικές κλιματικές συνθήκες και τον συγκεκριμένο σχεδιασμό του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Πειράματα και ανάλυση δεδομένων
Πρόσφατες μελέτες έχουν εντοπίσει ορισμένες βελτιστοποιημένες λύσεις σχεδιασμού με πειραματισμό με διαφορετικούς συνδυασμούς γωνιών οροφής και εναέρια ύψη. Με την προσομοίωση και την ανάλυση των πραγματικών δεδομένων από διάφορες περιοχές, οι ερευνητές κατέληξαν:
5. Βέλτιστη γωνία κλίσης: Γενικά, η βέλτιστη γωνία κλίσης για ένα σύστημα φωτοβολταϊκών οροφής βρίσκεται εντός της περιοχής του συν ή μείον 15 βαθμούς του τοπικού γεωγραφικού πλάτους. Οι συγκεκριμένες προσαρμογές βελτιστοποιούνται σύμφωνα με τις εποχιακές αλλαγές.
6. Βέλτιστο ύψος εναέριου ύψους: Για τα περισσότερα συστήματα φωτοβολταϊκών οροφών, το βέλτιστο ύψος εναέριας κυκλοφορίας είναι μεταξύ 10 και 20 εκατοστών. Το πολύ χαμηλό υψόμετρο μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση θερμότητας, ενώ πολύ υψηλό ένα υψόμετρο μπορεί να αυξήσει το κόστος εγκατάστασης και συντήρησης.
Σύναψη
Με τη συνεχή πρόοδο της ηλιακής τεχνολογίας, ο τρόπος μεγιστοποίησης της αποτελεσματικότητας παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών συστημάτων έχει γίνει ένα σημαντικό ζήτημα. Η βέλτιστη γωνία κλίσης και το ύψος των συστημάτων φωτοβολταϊκών συστημάτων που προτείνονται στη νέα μελέτη παρέχουν θεωρητικές λύσεις βελτιστοποίησης που συμβάλλουν στην περαιτέρω βελτίωση της συνολικής αποτελεσματικότητας των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Στο μέλλον, με την ανάπτυξη του ευφυούς σχεδιασμού και της μεγάλης τεχνολογίας δεδομένων, αναμένεται ότι θα μπορέσουμε να επιτύχουμε πιο αποτελεσματική και οικονομική αξιοποίηση της φωτοβολταϊκής ενέργειας μέσω ακριβέστερου και εξατομικευμένου σχεδιασμού.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-13-2025