С ростом мирового спроса на возобновляемую энергию фотоэлектрическая (солнечная) технология широко используется как важный компонент чистой энергии. И как оптимизировать производительность фотоэлектрических систем для повышения энергоэффективности во время их установки, стало важным вопросом для исследователей и инженеров. Недавние исследования предложили оптимальные углы наклона и высоты подъема для фотоэлектрических систем на крыше, предоставив новые идеи для повышения эффективности генерации фотоэлектрической энергии.
Факторы, влияющие на производительность фотоэлектрических систем
На производительность крышной фотоэлектрической системы влияет ряд факторов, наиболее важными из которых являются угол солнечного излучения, температура окружающей среды, угол установки и высота. Условия освещения в разных регионах, изменение климата и конструкция крыши влияют на эффект генерации электроэнергии фотоэлектрическими панелями. Среди этих факторов угол наклона и высота над головой фотоэлектрических панелей являются двумя важными переменными, которые напрямую влияют на их эффективность приема света и рассеивания тепла.
Оптимальный угол наклона
Исследования показали, что оптимальный угол наклона фотоэлектрической системы зависит не только от географического положения и сезонных колебаний, но также тесно связан с местными погодными условиями. В целом, угол наклона фотоэлектрических панелей должен быть близок к местной широте, чтобы обеспечить максимальный прием лучистой энергии от солнца. Оптимальный угол наклона обычно можно соответствующим образом отрегулировать в соответствии с сезоном, чтобы адаптироваться к различным сезонным углам освещения.
Оптимизация летом и зимой:
1. Летом, когда солнце находится вблизи зенита, угол наклона фотоэлектрических панелей можно соответствующим образом уменьшить для лучшего захвата интенсивного прямого солнечного света.
2. Зимой угол падения солнечных лучей меньше, и соответствующее увеличение угла наклона гарантирует, что фотоэлектрические панели получат больше солнечного света.
Кроме того, было обнаружено, что конструкция с фиксированным углом (обычно фиксированным вблизи широтного угла) также является высокоэффективным вариантом в некоторых случаях для практического применения, поскольку она упрощает процесс установки и по-прежнему обеспечивает относительно стабильную выработку электроэнергии в большинстве климатических условий.
Оптимальная высота над головой
При проектировании крышной фотоэлектрической системы высота расположения фотоэлектрических панелей (т. е. расстояние между фотоэлектрическими панелями и крышей) также является важным фактором, влияющим на эффективность ее выработки электроэнергии. Правильная высота улучшает вентиляцию фотоэлектрических панелей и снижает накопление тепла, тем самым улучшая тепловые характеристики системы. Исследования показали, что при увеличении расстояния между фотоэлектрическими панелями и крышей система способна эффективно снижать повышение температуры и, таким образом, повышать эффективность.
Эффект вентиляции:
3. При отсутствии достаточной высоты потолка фотоэлектрические панели могут страдать от снижения производительности из-за накопления тепла. Чрезмерные температуры снизят эффективность преобразования фотоэлектрических панелей и могут даже сократить срок их службы.
4. Увеличение высоты отступа помогает улучшить циркуляцию воздуха под фотоэлектрическими панелями, снижая температуру системы и поддерживая оптимальные условия эксплуатации.
Однако увеличение высоты потолка также означает более высокие затраты на строительство и больше требований к пространству. Поэтому выбор подходящей высоты потолка должен быть сбалансирован в соответствии с местными климатическими условиями и конкретной конструкцией фотоэлектрической системы.
Эксперименты и анализ данных
Недавние исследования выявили некоторые оптимизированные проектные решения путем экспериментов с различными комбинациями углов крыши и высоты потолка. Моделируя и анализируя фактические данные из нескольких регионов, исследователи пришли к выводу:
5. оптимальный угол наклона: в целом, оптимальный угол наклона для крышной фотоэлектрической системы находится в диапазоне плюс-минус 15 градусов местной широты. Конкретные корректировки оптимизируются в соответствии с сезонными изменениями.
6. оптимальная высота над головой: для большинства фотоэлектрических систем на крыше оптимальная высота над головой составляет от 10 до 20 см. Слишком низкая высота может привести к накоплению тепла, а слишком высокая может увеличить расходы на установку и обслуживание.
Заключение
С непрерывным развитием солнечных технологий важным вопросом стало то, как максимизировать эффективность генерации электроэнергии фотоэлектрическими системами. Оптимальный угол наклона и высота над головой фотоэлектрических систем на крыше, предложенные в новом исследовании, предоставляют теоретические решения по оптимизации, которые помогают еще больше повысить общую эффективность фотоэлектрических систем. В будущем, с развитием интеллектуального проектирования и технологий больших данных, ожидается, что мы сможем достичь более эффективного и экономичного использования фотоэлектрической энергии за счет более точного и персонализированного проектирования.
Время публикации: 13 февр. 2025 г.