بحث جديد - أفضل الملاك والارتفاع العلوي للأنظمة الكهروضوئية على السطح

مع تزايد الطلب العالمي على الطاقة المتجددة ، تم استخدام تقنية الكهروضوئية (الطاقة الشمسية) على نطاق واسع كعنصر مهم في الطاقة النظيفة. وكيفية تحسين أداء الأنظمة الكهروضوئية لتحسين كفاءة الطاقة أثناء تركيبها أصبحت مشكلة مهمة للباحثين والمهندسين. اقترحت الدراسات الحديثة زوايا الإمالة المثلى وارتفاع الارتفاع للأنظمة الكهروضوئية على السطح ، مما يوفر أفكارًا جديدة لتحسين كفاءة توليد الطاقة الكهروضوئية.

العوامل التي تؤثر على أداء الأنظمة الكهروضوئية
يتأثر أداء نظام PV على السطح بعدد من العوامل ، والتي يشمل أكثرها انتقادًا زاوية الإشعاع الشمسي ، ودرجة الحرارة المحيطة ، وزاوية التثبيت ، والارتفاع. تؤثر الظروف الإضاءة في مناطق مختلفة ، وتغير المناخ ، وهيكل السقف على تأثير توليد الطاقة لألواح الكهروضوئية. من بين هذه العوامل ، زاوية الميل والارتفاع العلوي للألواح الكهروضوئية هما متغيران مهمان يؤثران بشكل مباشر على استقبال الضوء وكفاءة تبديد الحرارة.

زاوية الميل الأمثل
أظهرت الدراسات أن زاوية الإمالة المثلى لنظام PV لا تعتمد فقط على الموقع الجغرافي والتغيرات الموسمية ، ولكن أيضًا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بظروف الطقس المحلية. بشكل عام ، يجب أن تكون زاوية إمالة الألواح الكهروضوئية قريبة من خط العرض المحلي لضمان أقصى استقبال للطاقة المشع من الشمس. يمكن عادةً تعديل زاوية الميل الأمثل بشكل مناسب وفقًا للموسم من أجل التكيف مع زوايا الضوء الموسمية المختلفة.

التحسين في الصيف والشتاء:

1. في الصيف ، عندما تقع الشمس بالقرب من Zenith ، يمكن خفض زاوية إمالة الألواح الكهروضوئية بشكل مناسب لالتقاط أشعة الشمس المباشرة بشكل أفضل.
2. في فصل الشتاء ، تكون زاوية الشمس أقل ، وزيادة زاوية الميل بشكل مناسب تضمن أن الألواح الكهروضوئية تتلقى المزيد من أشعة الشمس.

بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على أن تصميم الزاوية الثابتة (عادة ما يكون ثابتًا بالقرب من زاوية خط العرض) هو أيضًا خيار فعال للغاية في بعض الحالات للتطبيقات العملية ، لأنه يبسط عملية التثبيت ولا يزال يوفر توليد طاقة مستقر نسبيًا في ظل معظم الظروف المناخية .

ارتفاع النفقات العامة الأمثل
في تصميم نظام PV على السطح ، يعد الارتفاع العلوي للألواح الكهروضوئية (أي ، المسافة بين الألواح الكهروضوئية والسقف) أيضًا عاملًا مهمًا يؤثر على كفاءة توليد الطاقة. يعزز الارتفاع المناسب تهوية الألواح الكهروضوئية ويقلل من تراكم الحرارة ، وبالتالي تحسين الأداء الحراري للنظام. أظهرت الدراسات أنه عندما يتم زيادة المسافة بين الألواح الكهروضوئية والسقف ، يكون النظام قادرًا على تقليل ارتفاع درجة الحرارة بشكل فعال وبالتالي تحسين الكفاءة.

تأثير التهوية:

3. في غياب الارتفاع العلوي الكافي ، قد تعاني الألواح الكهروضوئية من انخفاض الأداء بسبب تراكم الحرارة. سوف تقلل درجات الحرارة المفرطة من كفاءة تحويل الألواح الكهروضوئية وقد تقصر عمر خدمتها.
4. زيادة في ارتفاع المواجهة تساعد على تحسين دوران الهواء أسفل الألواح الكهروضوئية ، مما يقلل من درجة حرارة النظام والحفاظ على ظروف التشغيل المثلى.

ومع ذلك ، فإن الزيادة في الارتفاع العلوي تعني أيضًا ارتفاع تكاليف البناء ومتطلبات مساحة أكبر. لذلك ، يجب أن يكون اختيار الارتفاع النفقات النفقات النفقات التوازن وفقًا للظروف المناخية المحلية والتصميم المحدد لنظام PV.

التجارب وتحليل البيانات
حددت الدراسات الحديثة بعض حلول التصميم المحسنة من خلال تجربة مجموعات مختلفة من زوايا السقف والارتفاعات العلوية. من خلال محاكاة وتحليل البيانات الفعلية من عدة مناطق ، خلص الباحثون:

5. زاوية الإمالة المثلى: بشكل عام ، تقع زاوية الميل المثلى لنظام PV على السقف ضمن نطاق زائد أو ناقص 15 درجة من خط العرض المحلي. يتم تحسين تعديلات محددة وفقًا للتغييرات الموسمية.
6. ارتفاع النفقات العامة الأمثل: بالنسبة لمعظم أنظمة الكهروضوئية على السطح ، يتراوح ارتفاع النفقات العامة الأمثل بين 10 و 20 سم. قد يؤدي الارتفاع المنخفض جدًا إلى تراكم الحرارة ، في حين أن الارتفاع مرتفع جدًا قد يزيد من تكاليف التثبيت والصيانة.

خاتمة
مع التقدم المستمر للتكنولوجيا الشمسية ، أصبحت كيفية زيادة كفاءة توليد الطاقة لأنظمة الكهروضوئية قضية مهمة. توفر زاوية الإمالة المثلى والارتفاع العلوي لأنظمة الكهروضوئية على السطح المقترحة في الدراسة الجديدة حلول تحسين نظرية تساعد على تحسين الكفاءة الكلية للأنظمة الكهروضوئية. في المستقبل ، مع تطوير التصميم الذكي وتكنولوجيا البيانات الضخمة ، من المتوقع أن نكون قادرين على تحقيق استخدام الطاقة الكهروضوئية الأكثر كفاءة واقتصادية من خلال تصميم أكثر دقة وشخصية.