Með vaxandi eftirspurn eftir endurnýjanlegri orku um allan heim hefur sólarorkutækni verið mikið notuð sem mikilvægur þáttur í hreinni orku. Og hvernig hægt er að hámarka afköst sólarorkukerfa til að bæta orkunýtni við uppsetningu þeirra hefur orðið mikilvægt mál fyrir vísindamenn og verkfræðinga. Nýlegar rannsóknir hafa lagt til bestu hallahorn og hæðarmörk fyrir þak sólarorkukerfa, sem veitir nýjar hugmyndir til að bæta skilvirkni sólarorkuframleiðslu.
Þættir sem hafa áhrif á afköst sólarorkukerfa
Afköst sólarorkuvera á þaki eru undir áhrifum fjölda þátta, en þeir mikilvægustu eru horn sólargeislunar, umhverfishitastig, uppsetningarhorn og hæð yfir sjávarmáli. Ljósskilyrði á mismunandi svæðum, loftslagsbreytingar og þakbygging hafa öll áhrif á orkuframleiðslu sólarsella. Meðal þessara þátta eru hallahorn og hæð sólarsella tveir mikilvægir þættir sem hafa bein áhrif á ljósmóttöku þeirra og varmadreifingu.
Besti hallahorn
Rannsóknir hafa sýnt að kjörhalla sólarorkuvera er ekki aðeins háð landfræðilegri staðsetningu og árstíðabundnum breytingum, heldur er einnig nátengdur staðbundnum veðurskilyrðum. Almennt ætti halla sólarsella að vera nálægt staðbundinni breiddargráðu til að tryggja hámarks móttöku geislunarorku frá sólinni. Kjörhalla er venjulega hægt að stilla eftir árstíð til að aðlagast mismunandi árstíðabundnum ljóshornum.
Hagnýting á sumrin og veturna:
1. Á sumrin, þegar sólin er nálægt hæsta punkti, er hægt að lækka halla sólarsella á viðeigandi hátt til að fanga betur sterkt beint sólarljós.
2. Á veturna er sólarhornið lægra og með því að auka hallahornið á viðeigandi hátt er tryggt að sólarsellur fái meira sólarljós.
Þar að auki hefur komið í ljós að hönnun með föstum horni (venjulega föst nálægt breiddargráðu) er einnig mjög skilvirkur kostur í sumum tilfellum fyrir hagnýt notkun, þar sem hún einfaldar uppsetningarferlið og veitir samt tiltölulega stöðuga orkuframleiðslu við flestar loftslagsaðstæður.
Besta hæð yfir höfuð
Við hönnun á sólarorkuveri á þaki er hæð sólarplatnanna (þ.e. fjarlægðin milli sólarplatnanna og þaksins) einnig mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á skilvirkni orkuframleiðslunnar. Rétt hæð eykur loftræstingu sólarplatnanna og dregur úr hitauppsöfnun, sem bætir þannig varmaafköst kerfisins. Rannsóknir hafa sýnt að þegar fjarlægðin milli sólarplatnanna og þaksins er aukin getur kerfið dregið úr hitastigshækkun á áhrifaríkan hátt og þar með bætt skilvirkni.
Loftræstingaráhrif:
3. Ef nægileg hæð yfir lóðinni er ekki til staðar geta sólarsellur minnkað afköst vegna hitamyndunar. Of mikill hiti mun draga úr afköstum sólarsellanna og jafnvel stytta líftíma þeirra.
4. Aukin hæð á afstöðu hjálpar til við að bæta loftflæði undir sólarsellum, lækkar hitastig kerfisins og viðheldur bestu rekstrarskilyrðum.
Hins vegar þýðir aukin lofthæð einnig hærri byggingarkostnað og meiri plássþörf. Þess vegna þarf að vega og meta val á viðeigandi lofthæð í samræmi við staðbundnar loftslagsaðstæður og sértæka hönnun sólarorkukerfisins.
Tilraunir og gagnagreining
Nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós nokkrar bestu lausnir í hönnun með því að gera tilraunir með mismunandi samsetningar þakhalla og lofthæðar. Með því að herma eftir og greina raunveruleg gögn frá nokkrum svæðum komust vísindamennirnir að þeirri niðurstöðu:
5. besti hallahorn: Almennt séð er besti hallahorn fyrir sólarorkuver á þaki innan við plús eða mínus 15 gráður frá staðbundinni breiddargráðu. Sérstakar aðlaganir eru fínstilltar í samræmi við árstíðabundnar breytingar.
6. Besta lofthæð: Fyrir flest sólarorkukerfi á þökum er besti lofthæðin á bilinu 10 til 20 sentímetrar. Of lág hæð getur leitt til hitamyndunar, en of mikil hæð getur aukið uppsetningar- og viðhaldskostnað.
Niðurstaða
Með sífelldum framförum í sólarorkutækni hefur það orðið mikilvægt mál hvernig hámarka megi orkunýtni sólarorkukerfa. Í nýju rannsókninni er lagt til að hámarka hallahorn og lofthæð þaks sólarorkukerfa, sem veitt eru fræðilegar hagræðingarlausnir sem hjálpa til við að bæta enn frekar heildarnýtni sólarorkukerfa. Í framtíðinni, með þróun snjallrar hönnunar og stórgagnatækni, er gert ráð fyrir að við getum náð skilvirkari og hagkvæmari nýtingu sólarorku með nákvæmari og sérsniðnari hönnun.
Birtingartími: 13. febrúar 2025