מחקר חדש - גובה המלאך והתקורה הטוב ביותר למערכות PV גג

עם הביקוש הגלובלי ההולך וגובר לאנרגיה מתחדשת, טכנולוגיית פוטו -וולטאית (סולארית) הייתה בשימוש נרחב כמרכיב חשוב באנרגיה נקייה. וכיצד לייעל את הביצועים של מערכות PV כדי לשפר את יעילות האנרגיה במהלך ההתקנה שלהם הפכה לנושא חשוב עבור חוקרים ומהנדסים. מחקרים אחרונים הציעו זוויות הטיה אופטימליות וגובה הגובה למערכות PV על גג, ומספקות רעיונות חדשים לשיפור היעילות לייצור כוח PV.

גורמים המשפיעים על ביצועי מערכות PV
הביצועים של מערכת PV על הגג מושפעים ממספר גורמים, שהקריטיים בהם כוללים את זווית קרינת השמש, טמפרטורת הסביבה, זווית ההרכבה והגובה. תנאי האור באזורים שונים, שינויי אקלים ומבנה הגג משפיעים כולם על השפעת ייצור הכוח של לוחות PV. בין גורמים אלה, זווית ההטיה וגובה התקורה של לוחות PV הם שני משתנים חשובים המשפיעים ישירות על קבלת האור שלהם ועל יעילות פיזור החום שלהם.

זווית הטיה אופטימלית
מחקרים הראו כי זווית ההטיה האופטימלית של מערכת PV תלויה לא רק במיקום גיאוגרפי ובווריאציות עונתיות, אלא גם קשורה קשר הדוק לתנאי מזג האוויר המקומיים. באופן כללי, זווית ההטיה של לוחות ה- PV צריכה להיות קרובה לרוחב הרוחב המקומי כדי להבטיח קבלת פנים מקסימאלית של אנרגיה קורנת מהשמש. בדרך כלל ניתן להתאים את זווית ההטיה האופטימלית כראוי בהתאם לעונה על מנת להסתגל לזוויות אור עונתיות שונות.

אופטימיזציה בקיץ ובחורף:

1. בקיץ, כאשר השמש ממוקמת בסמוך לזניט, ניתן להוריד כראוי את זווית ההטיה של לוחות ה- PV כדי לתפוס טוב יותר את אור השמש הישיר האינטנסיבי.
2. בחורף זווית השמש נמוכה יותר, והגדלת כראוי את זווית ההטיה מבטיחה כי לוחות ה- PV יקבלו אור שמש יותר.

בנוסף, נמצא כי תכנון זווית קבועה (בדרך כלל קבוע בסמוך לזווית הרוחב) הוא גם אפשרות יעילה ביותר במקרים מסוימים ליישומים מעשיים, מכיוון שהוא מפשט את תהליך ההתקנה ועדיין מספק ייצור כוח יציב יחסית בתנאי האקלים יחסית ו

גובה תקורה אופטימלי
בעיצוב מערכת PV על גג, גובה התקורה של לוחות ה- PV (כלומר המרחק בין לוחות ה- PV לגג) הוא גם גורם חשוב המשפיע על יעילות ייצור הכוח שלו. גובה נאות משפר את האוורור של לוחות ה- PV ומפחית את הצטברות החום, ובכך משפר את הביצועים התרמיים של המערכת. מחקרים הראו שכאשר המרחק בין לוחות ה- PV לגג מוגבר, המערכת מסוגלת להפחית ביעילות את עליית הטמפרטורה ובכך לשפר את היעילות.

אפקט אוורור:

3. בהיעדר גובה תקורה מספיק, לוחות PV עשויים לסבול מביצועים מופחתים כתוצאה מהצטברות חום. טמפרטורות מופרזות יפחיתו את יעילות ההמרה של לוחות ה- PV ואף עשויים אפילו לקצר את חיי השירות שלהם.
4. עלייה בגובה העמידה מסייעת בשיפור זרימת האוויר מתחת ללוחות ה- PV, הורדת טמפרטורת המערכת ושמירה על תנאי הפעלה אופטימליים.

עם זאת, עלייה בגובה התקורה פירושה גם עלויות בנייה גבוהות יותר ויותר דרישות שטח. לפיכך, יש לאזן את בחירת גובה התקורה המתאים בהתאם לתנאי האקלים המקומיים והתכנון הספציפי של מערכת ה- PV.

ניסויים וניתוח נתונים
מחקרים אחרונים זיהו כמה פתרונות תכנון מיטביים על ידי ניסויים בשילובים שונים של זוויות גג וגובה תקורה. על ידי הדמיה וניתוח נתונים בפועל מכמה אזורים, סיכמו החוקרים:

5. זווית הטיה אופטימלית: באופן כללי, זווית ההטיה האופטימלית למערכת PV גג נמצאת בטווח של פלוס או מינוס 15 מעלות של קו הרוחב המקומי. התאמות ספציפיות מותאמות על פי שינויים עונתיים.
6. גובה תקורה אופטימלי: עבור מרבית מערכות ה- PV על הגג, גובה התקורה האופטימלי הוא בין 10 ל 20 סנטימטרים. גובה נמוך מדי עשוי להוביל להצטברות חום, בעוד שגובה גבוה מדי עשוי להגדיל את עלויות ההתקנה והתחזוקה.

מַסְקָנָה
עם התקדמות מתמדת של טכנולוגיית סולארית, כיצד למקסם את היעילות של ייצור החשמל של מערכות PV הפכה לנושא חשוב. זווית ההטיה האופטימלית וגובה התקורה של מערכות PV הגג המוצעות במחקר החדש מספקים פתרונות אופטימיזציה תיאורטיים המסייעים בשיפור נוסף של היעילות הכוללת של מערכות PV. בעתיד, עם פיתוח תכנון אינטליגנטי וטכנולוגיית נתונים גדולים, צפוי שנוכל להשיג ניצול אנרגיה PV יעיל וחסכוני יותר באמצעות תכנון מדויק ומותאם אישית יותר.