Tämä artikkeli näyttää tulokset, jotka on saatu taulukoissa ja kaavioissa aurinkopaneelien aurinkosäteilystä, jolla on erilaiset kallistuskulmat. Kuukauden keskimääräinen aurinkosäteily erilaisilla kaltevilla pinnoilla paljastetaan, näemme sen vaikutuksen, joka aurinkopaneelien kaltevuudella on aurinkosäteilyn sieppaamiseen vaakatasoon nähden.
kulma-kaltevuus-aurinko-paneelitKoska tiedolla on kvantitatiiviset arvot auringonsäteilyn esiintyvyydestä optimaalisella kulmalla, nämä saadut tiedot ovat erittäin tärkeitä tulevien päätösten tekemisessä aurinkosäteilygeneraattorien hankkeiden suunnittelussa.
ESITTELY
Tämän artikkelin tarkoituksena on testata tai levittää aurinkopaneelien auringon esiintymisen teoreettista ja käytännön kehitystä optimaalisella kaltevuudella aurinkosäteilyn sieppaamiseksi.
Vaikka on totta, että maapallon pinnalla on julkaistuja taulukoita ja ohjelmistoja auringon ilmaantuvuudesta erilaisilla kallistuskulmilla, viitaten leveysasteeseen paikassa, josta aurinkopaneelit löytyisivät. Mutta ne meistä, jotka ovat kiinnostuneita tämän tyyppisestä tutkimuksesta, jättävät meille aukon sen kirjallisuudesta löytääkseen maapallon pinnan auringon ilmaantuvuuden optimaalisen kallistuskulman.
Aurinkosäteilyn esiintyminen aurinkopaneeleissa riippuu sijaintialueesta, sijainnista globaalissa järjestelmässä (leveysaste), ympäristöstä (selkeä, osittain pilvistä, pilvistä), aurinkokaudesta (talvi, kesä) ja kaltevuudesta. Tässä artikkelissa yritetään selittää kehitykseen osallistuvien matemaattisten parametrien peräkkäistä interventiota laskemaan kulma, joka optimoi auringonsäteilyn sieppauksen suhteessa vaakatasoon.
Auringon säteilyn arvioinnin laskemiseksi kaltevalla pinnalla diffuusi säteilykomponentti erotettiin globaalista säteilystä (Liun ja Jordanin isotrooppinen malli).
Meidän on mainittava, että tässä työssä kokonaisen auringonsäteilyn saaminen kaltevalla tasolla saatiin suoran säteilyn ja hajakuormituksen summasta (heijastettua säteilyä ei otettu huomioon)
KEHITTÄMINEN
Paikkakunta: Sinchi Roca Park, Comas Lima
Leveysaste: -11.9233 N pohja: 139 Keskimääräinen kuukausittainen säteily, valaistu vaakapinnalle (kWh / m2 / vrk) Tiedot, jotka on otettu NASA: n meteorologisen avaruusaseman tiedoista
| β | JAN | helmikuu | SEA | huhtikuu | SAATTAA | kesäkuu | heinäkuu | elokuu | syyskuu | lokakuu | MARRASKUU | joulukuu |
| 0 ° C | 7,14 | 7,15 | 7,04 | 6,33 | 4,93 | 3,39 | 3.14 | 3,58 | 4,32 | 5.29 | 6.01 | 6.8 |
Auringonlaskun kulma
Ottaen huomioon, että aurinkopaneelit ovat suunnattu maantieteelliseen pohjoiseen, lisäksi niillä on kallistuskulma (β) vaakatasoon nähden. Voit laskea auringonlaskun kulman, joka on normaalin pinnan ja auringonsäteiden välinen kulma. Tämä aurinkokulmien suhde voidaan laskea alla olevasta trigonometrisesta yhtälöstä.
Cosθ = cos (Ф-β).cosρ.cosω + sin (Ф-β).senρ
θ = kulma, joka muodostuu suorasta auringon laskusta kaltevalle paneelille ja vaakatason auringon laskusta. Ф = leveysaste β = kallistuskulma ρ = aurinkolaskun kulma ω = aurinkokulma
n = vuoden päivä
360 * (284+ n)
ρ = 23,45 * Sen ()
365
Ho = (24 / π) * gon
Ho = Kuukauden keskimääräinen päivittäinen maapallon säteilytys, joka saavuttaa ennustetun ilmakehän vaakasuoralla pinnalla.
Polinomimalli Liun ja Jordanin mukaan
Auringonsäteilystä saatujen aurinkoosuuksien laskelmissa todetaan, että ne ovat kuukauden keskimääräisiä päivittäisiä arvoja.
Summainen komponentti voidaan löytää sumeajakeen (Hd / H) regressiokäyrillä selvyysindeksin (k) suhteen. Suora komponentti voidaan laskea Ht: n ja Hd: n erotuksella.
Hd / H = 1 390 - 4 027 k + 5 531 k 2 - 3 108 k 3
k = H / Ho
k = selkeyden indeksi
Hd = diffuusi päivittäinen säteilytys taivaanholvista
H = vaakapinnan globaali päivittäinen säteilytys
Kokonaissäteily on suoran, hajakuormitetun ja heijastuneen auringonsäteilyn summa kaltevalla pinnalla
Ht = HbRb + HdRd + HδRr
Hb = suora säteilytys
Rb = tekijä, joka kuvaa suoraa auringonsäteilyä kaltevalla pinnalla ja suoraa säteilyä vaakatasossa.
Rd = kerroin, joka kuvaa hajanaista aurinkosäteilyä kaltevalla pinnalla ja hajakuormitusta vaakatasossa. δ = ympäröivän alueen heijastuskyky
SAATUT TULOKSET
Taulukko, jossa kuukausittaisesta keskimääräisestä säteilystä saatuja tuloksia tarkkaillaan tasossa erilaisille kallistuskulmille (β), kW / m2, vaakatasossa.
| β | tammikuu | helmikuu | meri
|
huhtikuu | saattaa | kesäkuu | heinäkuu | elokuu | syyskuu | lokakuu | marraskuu | joulukuu | Vuotuinen keskim |
| 0º | 7,15 | 6,33 | 4,93 | 3.14 | 4,32 | 6.01 | 5.43 | ||||||
| 7,14 | 7,04 | 3,39 | 3,58 | 5.29 | 6,80 | ||||||||
| 2nd | 7,20 | 7,17 | 7,01 | 6.24 | 4,83 | 3,32 | 3,09 | 3,54 | 4,29 | 5.29 | 6,05 | 6,87 | 5.41 |
| 5th | 7,29 | 7,20 | 6,95 | 6.10 | 4,67 | 3.22 | 3.00 | 3,47 | 4.25 | 5.29 | 6.10 | 6,96 | 5,38 |
| 10th | 7,39 | 7,19 | 6,81 | 5.84 | 4,39 | 3,03 | 2,85 | 3,33 | 4.15 | 5,26 | 6.15 | 7,08 | 5.29 |
| 15th | 7,44 | 7,15 | 6,63 | 5,54 | 4,09 | 2,83 | 2,69 | 3.18 | 4,03 | 5.19 | 6.16 | 7,15 | 5,17 |
| 20th | 7,44 | 7,05 | 6,41 | 5.20 | 3,76 | 2,62 | 2,51 | 3,01 | 3,88 | 5,09 | 6.14 | 7,17 | 5,02 |
| 25. | 7,39 | 6,91 | 6.14 | 4,83 | 3,42 | 2,40 | 2,32 | 2,83 | 3,72 | 4,97 | 6,07 | 7,14 | 4,85 |
Kuviosta 1 voimme vakuuttaa, että auringonsäteilyn profiilit, jotka vaikuttavat kaltevaan tasoon, vaihtelevat aurinkopaneelien omaksuman kallistuskulman mukaan.
Se näyttää auringonsäteilyn eri kallistuskulmiin.
Kuvio Nº 2 näyttää vähimmäisarvot, jotka on otettu esiintymistaulusta erilaisille kallistuskulmille, jotka vastaavat heinäkuuta. Tämä määrä on tärkeä, jotta voidaan mitata niiden paneelien lukumäärä, jotka aurinkosähkögeneraattorilla voi olla, vuodessa.
Se näyttää auringon säteilyn vähimmäisarvot kaltevalla tasolla.
Kuvio 3 näyttää maksimiarvot, jotka vastaavat tammikuun kuukautta, jolloin aurinkosäteilyn esiintyvyys kaltevalla pinnalla on suurempi. Näiden tietojen kvantifiointi on tärkeää, koska jos haluamme tuottaa PV-energiaa kausijaksoina, meidän on tehtävä se ottaen huomioon kuukaudet, joissa aurinko on eniten.
Näytä auringon säteilyn enimmäisarvot kaltevalla tasolla
Päätelmät
Aurinkopaneelien sijainti riippuu toiminnasta, johon lämpö- tai aurinkosähköjärjestelmä on suunniteltu.
PV-energiakirjallisuudessa aurinkopaneelien kaltevuudelle on annettu arviointisääntö, joka on leveysaste + 10º, jos talvikuukausina saadaan enemmän säteilyä ja leveysaste - 10º, suuremmalle säteilylle kesäkuukausina..
Meidän on harkittava ja määritettävä auringon säteilyn kaappausjaksot, jotka ovat vuosittain, kausiluonteisia tai hyvin lyhyitä. Analysoimalla taulukossa saatuja tietoja eri kallistuskulmista voidaan vahvistaa, että vuotuiselle aurinkosäteilyn kaappaukselle suositeltavain on 0º kaltevuus, joka on vaakataso.
Kesäkaudella, joka on joulukuu, tammikuu ja helmikuu, auringon ilmaantuvuus on kaltevalla tasolla:
| β | joulukuu | tammikuu | helmikuu | Keskiverto
(KW / m2) |
| 0º | 6,80 | 7,14 | 7,15 | 7,03 |
| 2nd | 6,87 | 7,20 | 7,17 | 7,08 |
| 5th | 6,96 | 7,29 | 7,20 | 7,15 |
| 10th | 7,08 | 7,39 | 7,19 | 7,22 |
| 15th | 7,15 | 7,44 | 7,15 | 7,25 |
| 20th | 7,17 | 7,44 | 7,05 | 7,22 |
| 25. | 7,14 | 7,39 | 6,91 | 7,15 |
Kuukauden keskimääräinen aurinkosähkö 15º: n pohjoiseen suuntautuneen kallistuskulman kohdalla on 7,25 kw / m2, mikä on 3% suurempi auringon ilmaantuvuus vaakatasossa.
Näytteen (Lima Comas) auringonsäteilyä ei suositeta, koska sen ilmasto on pilvinen, vain kesäkuukausina taivas on selkeä ja selkeä. Mutta tämän mallinnuksen avulla voidaan löytää aurinkosäteilyä missä tahansa maapallon pinnassa ottaen selvästi huomioon ympäristön maantieteelliset ja ilmastolliset näkökohdat.
bibliografia
Aurinkoenergian laskenta, Jose Javier Garcia-Badell. Lapetra Tekninen ja tieteellinen julkaisu, 2003.
Arvio maailmanlaajuisesta auringonsäteilystä kaltevilla pinnoilla. Fysiikan laitos, Universidad Heredia - Costa Rica
Tutkimustyö Aurinkokeräimen pinnan kallistuskulman vaikutus tapahtuvaan säteilyyn. Kuuban energia.
Tutkimus, suorat säteilymallit Bogotá -kaupungille kokeellisista tiedoista, jotka otettiin Francisco José de Caldas -yliopistossa, 2004.
Vaihtoehtoisen energian ryhmä, Universidad Distrital de Kolumbia.
NETTISIVUT
Global Solar Atlas: http://globalsolaratlas.info/
NASA: n meteorologia ja aurinkoenergia: https://eosweb.larc.nasa.gov/
Maantieteelliset koordinaatit: http://dateandtime.info/es/citycoordinates.php?id=3936456
Lataa alkuperäinen tiedosto
