Seminarium Solis, Odcinek 49: Wpływ azymutu i nachylenia na wydajność systemu PV

Pobierać

Informacje ogólne

Nachylenie i azymut panelu słonecznego mają ogromny wpływ na uzysk energii w całym systemie. Ten sam panel, w tym samym miejscu instalacji, może mieć różny azymut lub nachylenie.

Jest to temat, o który często jesteśmy pytani, więc w tym seminarium Solisa zgłębiamy ten temat.

O azymucie i nachyleniu

Azymut:Jest to kąt pomiędzy płaszczyzną pionową panelu PV a kierunkiem południowym (90° na wschodzie i -90° na zachodzie).

Nachylenie:Jest to kąt pomiędzy płaszczyzną panelu PV a poziomym podłożem, przy czym należy mieć nadzieję, że kąt ten jest optymalnym kątem nachylenia matrycy, gdy produkcja energii jest największa w ciągu roku. Optymalny kąt nachylenia jest związany z lokalną szerokością geograficzną. Gdy szerokość geograficzna jest wyższa, odpowiedni kąt nachylenia jest również większy.

Rysunek 1: azymut i nachylenie

Na rysunku poniżej przedstawiono wpływ azymutu i nachylenia na wytwarzanie energii elektrycznej przez system w obszarze 30° szerokości geograficznej północnej.

Rysunek 2: Wpływ azymutu i nachylenia na wytwarzanie energii w systemie

Wpływ azymutu lub nachylenia instalacji paneli PV na produkcję energii elektrycznej

W solarnym systemie PV, azymut lub nachylenie panelu PV może mieć duży wpływ na wytwarzanie energii przez system. Weźmy jako przykład obszar 39° szerokości geograficznej północnej. Poprzez symulację PVsyst stwierdzono, że najlepsze nachylenie to około 39°, a najlepszy azymut to 0°.

Zobacz poniższy rysunek, który pokazuje wpływ zmian:

Rysunek 3: PVsyst symuluje wpływ azymutu i nachylenia na straty w produkcji energii elektrycznej

Wpływ zmiany azymutu na wydajność systemów PV

Jeśli kierunek instalacji panelu PV nie jest na południe, ale pod pewnym kątem z południem (zmiany od -90°~90°; wschód to 90°, zachód to -90°), względna strata zmian w wytwarzaniu energii będzie jak na rysunku poniżej.

Rysunek 4: Azymut a Straty względne w produkcji energii elektrycznej systemu PV

Z rysunku 4 wynika, że przy zmianie azymutu od -90° do 90° zmiana mocy wytwórczej ma następującą charakterystykę:

1) Azymut zmienia się na wschód i zachód, a wpływ na generację mocy jest taki sam; jeśli jest on zainstalowany w kierunku wschodnim lub zachodnim, względna strata generacji mocy zmienia się podobnie.

2) Względne straty mocy zmieniają się jak parabola, czyli przy stopniowym zwiększaniu azymutu od 0° na wschód lub zachód, straty mocy zmieniają się znacząco.

3) Kąt między azymutem a południem zmienia się w granicach ±15°, a względna strata w wytwarzaniu energii mieści się w granicach 1%.

Wpływ zmian nachylenia na wytwarzanie energii elektrycznej

W każdym obszarze instalacja paneli PV ma optymalne nachylenie, które jest związane z szerokością geograficzną miejsca instalacji, jak pokazano na rysunku 5. Gdy zmienia się nachylenie instalacji panelu PV, odpowiednio zmienia się wytwarzanie energii. nachylenie panelu PV wynosi 0; gdy panel PV jest zainstalowany pionowo na ziemi, nachylenie wynosi 90°, a odpowiednie zmiany są następujące.

Rysunek 5: Nachylenie a względna utrata mocy

Z rysunku 5 wynika, że gdy zainstalowane nachylenie panelu PV odbiega od nachylenia optymalnego, zmienia się względna strata produkcji energii elektrycznej, a zakres zmienności zwiększa się wraz ze wzrostem odchylenia między rzeczywistym nachyleniem a nachyleniem optymalnym.

Rysunek 6: Względna strata nachylenia panelu PV a produkcja energii elektrycznej na różnych szerokościach geograficznych

Tabela 1: Tabela zmienności względnej utraty mocy optymalnego nachylenia ±5° panelu PV na różnych szerokościach geograficznych

Ponadto, jak pokazano na rysunku 6 i w tabeli 1, zmiany krzywej są nieco inne na różnych szerokościach geograficznych, ale ogólny trend jest następujący:

1) Na obszarach nisko położonych mniejsza strata mocy jest przy nachyleniu, a większa przy montażu pionowym.

2) Zmiany jego wartości mają charakter paraboliczny. A im większa różnica między nachyleniem rzeczywistym a optymalnym, tym większe względne straty w produkcji energii elektrycznej.

3) Zmiany nachylenia przy optymalnym nachyleniu ±5°, co ma niewielki wpływ na produkcję energii, a różnica ilości promieniowania mieści się w granicach 5‰.

Podsumowanie

Wytwarzanie mocy w solarnym systemie PV ma wiele wspólnego z azymutem i nachyleniem panelu PV. Ogólnie rzecz biorąc, generowanie mocy przez system jest najwyższe w warunkach azymutu południowego i optymalnego nachylenia. Dlatego należy zwrócić uwagę, gdy system jest instalowany i projektowany. Oczywiście należy wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak pokrywa śnieżna, warunki terenowe i ograniczenia powierzchni ziemi. Konieczne jest wybranie optymalnego azymutu i nachylenia panelu PV, aby zapewnić najlepszą wydajność systemu.