З ростам глабальнага попыту на аднаўляльныя крыніцы энергіі фотаэлектрычныя (сонечныя) тэхналогіі шырока выкарыстоўваюцца як важны кампанент чыстай энергіі. І тое, як аптымізаваць прадукцыйнасць фотаэлектрычных сістэм для павышэння энергаэфектыўнасці падчас іх усталёўкі, стала важным пытаннем для даследчыкаў і інжынераў. Нядаўнія даследаванні прапанавалі аптымальныя вуглы нахілу і вышыню ўзвышэння для дахавых фотаэлектрычных сістэм, што дае новыя ідэі для павышэння эфектыўнасці вытворчасці фотаэлектрычнай энергіі.
Фактары, якія ўплываюць на прадукцыйнасць фотаэлектрычных сістэм
На прадукцыйнасць дахавай фотаэлектрычнай сістэмы ўплывае шэраг фактараў, найбольш важнымі з якіх з'яўляюцца вугал сонечнага выпраменьвання, тэмпература навакольнага асяроддзя, вугал мантажу і вышыня. Умовы асвятлення ў розных рэгіёнах, змяненне клімату і канструкцыя даху ўплываюць на эфектыўнасць выпрацоўкі энергіі фотаэлектрычнымі панэлямі. Сярод гэтых фактараў вугал нахілу і вышыня над галавой фотаэлектрычных панэляў з'яўляюцца двума важнымі зменнымі, якія непасрэдна ўплываюць на іх прыём святла і эфектыўнасць рассейвання цяпла.
Аптымальны кут нахілу
Даследаванні паказалі, што аптымальны вугал нахілу фотаэлектрычнай сістэмы залежыць не толькі ад геаграфічнага месцазнаходжання і сезонных ваганняў, але і цесна звязаны з мясцовымі ўмовамі надвор'я. У цэлым, вугал нахілу фотаэлектрычных панэляў павінен быць блізкі да мясцовай шыраты, каб забяспечыць максімальны прыём прамяністай энергіі ад сонца. Аптымальны вугал нахілу звычайна можна адпаведна рэгуляваць у залежнасці ад пары года, каб адаптавацца да розных сезонных вуглоў асвятлення.
Аптымізацыя летам і зімой:
1. Улетку, калі сонца знаходзіцца паблізу зеніту, кут нахілу фотаэлектрычных панэляў можна адпаведна знізіць, каб лепш захопліваць інтэнсіўныя прамыя сонечныя прамяні.
2. Узімку вугал сонца меншы, і адпаведнае павелічэнне вугла нахілу гарантуе, што фотаэлектрычныя панэлі будуць атрымліваць больш сонечнага святла.
Акрамя таго, было ўстаноўлена, што канструкцыя з фіксаваным вуглом (звычайна фіксаваная паблізу шыратнага вугла) таксама з'яўляецца вельмі эфектыўным варыянтам у некаторых выпадках для практычнага прымянення, паколькі яна спрашчае працэс усталёўкі і пры гэтым забяспечвае адносна стабільную выпрацоўку электраэнергіі ў большасці кліматычных умоў.
Аптымальная вышыня над галавой
Пры праектаванні дахавай фотаэлектрычнай сістэмы вышыня ўстаноўкі фотаэлектрычных панэляў (г.зн. адлегласць паміж фотаэлектрычнымі панэлямі і дахам) таксама з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на эфектыўнасць выпрацоўкі энергіі. Правільная вышыня паляпшае вентыляцыю фотаэлектрычных панэляў і памяншае назапашванне цяпла, тым самым паляпшаючы цеплавыя характарыстыкі сістэмы. Даследаванні паказалі, што пры павелічэнні адлегласці паміж фотаэлектрычнымі панэлямі і дахам сістэма здольная эфектыўна зніжаць павышэнне тэмпературы і, такім чынам, павышаць эфектыўнасць.
Эфект вентыляцыі:
3. Пры адсутнасці дастатковай вышыні над галавой фотаэлектрычныя панэлі могуць страціць сваю прадукцыйнасць з-за назапашвання цяпла. Залішняя тэмпература знізіць эфектыўнасць пераўтварэння фотаэлектрычных панэляў і можа нават скараціць тэрмін іх службы.
4. Павелічэнне вышыні дыстанцыі дапамагае палепшыць цыркуляцыю паветра пад фотаэлектрычнымі панэлямі, зніжаючы тэмпературу сістэмы і падтрымліваючы аптымальныя ўмовы працы.
Аднак павелічэнне вышыні надземных перакрыццяў таксама азначае больш высокія выдаткі на будаўніцтва і больш патрабаванняў да прасторы. Таму выбар адпаведнай вышыні надземных перакрыццяў павінен быць збалансаваны ў адпаведнасці з мясцовымі кліматычнымі ўмовамі і канкрэтнай канструкцыяй фотаэлектрычнай сістэмы.
Эксперыменты і аналіз дадзеных
Нядаўнія даследаванні вызначылі некаторыя аптымізаваныя праектныя рашэнні, эксперыментуючы з рознымі камбінацыямі вуглоў даху і вышыні над галавой. Мадэлюючы і аналізуючы рэальныя дадзеныя з некалькіх рэгіёнаў, даследчыкі прыйшлі да высновы:
5. аптымальны вугал нахілу: у цэлым аптымальны вугал нахілу для дахавай фотаэлектрычнай сістэмы знаходзіцца ў межах плюс-мінус 15 градусаў мясцовай шыраты. Канкрэтныя карэкціроўкі аптымізуюцца ў залежнасці ад сезонных змен.
6. аптымальная вышыня над галавой: для большасці дахавых фотаэлектрычных сістэм аптымальная вышыня над галавой складае ад 10 да 20 сантыметраў. Занадта нізкая вышыня можа прывесці да назапашвання цяпла, а занадта вялікая — павялічыць выдаткі на ўстаноўку і абслугоўванне.
Выснова
З пастаянным развіццём сонечных тэхналогій важнай праблемай стала максімізацыя эфектыўнасці вытворчасці энергіі фотаэлектрычных сістэм. Аптымальны вугал нахілу і вышыня над галавой для дахавых фотаэлектрычных сістэм, прапанаваныя ў новым даследаванні, забяспечваюць тэарэтычныя рашэнні аптымізацыі, якія дапамагаюць яшчэ больш павысіць агульную эфектыўнасць фотаэлектрычных сістэм. У будучыні, з развіццём інтэлектуальнага дызайну і тэхналогій вялікіх дадзеных, чакаецца, што мы зможам дасягнуць больш эфектыўнага і эканамічнага выкарыстання фотаэлектрычнай энергіі дзякуючы больш дакладнаму і персаналізаванаму дызайну.
Час публікацыі: 13 лютага 2025 г.