تأثیر شیب پنل هاي فتوولتاییک بر میزان تابش دریافتی از خورشید

 
انرژي، مهمترین رکن توسعه و پیشرفت بشري در همه زمینه ها از صنعت گرفته تا کشاورزي و حمل و نقل می باشد. در میان انواع مختلف انرژي، انرژي خورشید، یکی از منابع تأمین انرژي رایگان، پاك و عاري از اثرات مخرب زیست محیطی است که از مهمترین کاربردهاي آن می توان به تولید الکتریسیته به کمک سیستم هاي فتوولتاییک اشاره نمود. سیستم هاي فتوولتاییک به سبب داشتن مزایاي بی شمار، به سرعت رو به گسترش هستند و روز به روز نقـش مهمتـري در تکنولـوژي منـابع تولیـد تـوان الکتریکی بازي می کنند. البته این سیستم ها علاوه بر مزایاي فراوان داراي دو محدودیت اساسی می باشند: یکی بالا بودن هزینه و قیمت تجهیزات مورد استفاده و دیگري پایین بودن راندمان آن ها. شدت تابش خورشید، یکی از مهمترین عوامل تعیین کننـده بازده سیستم هاي فتوولتاییک می باشد.

کره ي زمین انرژي خورشید را به صورت تابش خورشیدي دریافت می کند. به طور کلی میزان انرژي تابشی خورشید به دو عامل اصلی وابسته است: الف- زمان: ساعت، روز، روزسال (فصل) ب- مکان: عرض جغرافیایی. علاوه بر ایـن نـوع پوشـش زمین و شرایط ابرناکی آسمان نیز بر میزان انرژي تابشی دریافتی از خورشید تأثیر دارند. بیشترین انرژي تابشی از خورشید زمـانی حاصل می شود که پرتوهاي خورشید به طور عمودي به سطح مورد نظر بتابند.

از آنجایی که خورشید همیشه در آسمان در حـال حرکت است و هر روز مسیر متفاوتی را می پیماید و به علت تفاوت در زاویه تابش در هر منطقه طـی روز و در روزهـاي مختلـف سال، براي دریافت بیشترین انرژي تابشی مجبور به تغییر شیب و جهـت دریافـت کننـده هـاي خورشـیدي از جملـه پنـل هـاي فتوولتاییک هستیم. البته در برخی موارد از سیستم هاي ردیاب خورشیدي براي تعقیب کردن لحظـه اي مسـیر خورشـید اسـتفاده می شود که این روش به دلیل معایب و محدودیت هایی، همواره عملی نیست. راهکار جایگزین، استفاده از شیب و جهـت بهینـه براي نصب پنل هاست که مقدار آن در مناطق مختلف و در بازه هاي گوناگون سال متغیر می باشد. البته براي پنل هاي ثابـت در مقایسه با پنلهاي ردیاب که بیشینه تشعشع خورشید را ردگیري مینمایند، جهت عمومی جنوبی در نیمکره شمالی، منطقی ترین جهت به منظور جمع آوري تشعشعات خورشیدي است. 

شیب بهینه نصب پنل هاي خورشـیدي بـراي شهر مشهد

باتوجه به اینکه میزان تابش خورشیدي به مقدار زیادي تابع موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی محل می باشـد، لازم است چنین مطالعاتی در هر منطقه به طور مجزا صورت گیرد. لذا در این مقاله شیب بهینه نصب پنل هاي خورشـیدي بـراي شهر مشهد با عرض جغرافیایی 36/16درجه شمالی، براساس یک مدل ریاضی محاسبه شده است.

برای مشاهده متن کامل این مقاله روی این لینک کلیک کنید.

نتیجه گیری

در جدول زیر مقایسه اي بین دوره هاي زمانی مختلف تنظیم شیب و مجموع انرژي استحصالی سالیانه در هر حالـت نشـان داده شده است. نتایج نشان می دهد در صورت استفاده از شیب فصلی، تنها 4بار در سال نیاز به تغییر زاویه شیب پنل هاست. در حالیکه انرژي استحصالی درطول سال در مقایسه با تنظیم ماهیانه ( 12بار در سال) تنها یک درصد کاهش می یابد. لـذا دوره ي تنظیم شیب به صورت فصلی براي دست یابی به بیشترین میزان تابش خورشیدي شهر مشهد پیشنهاد می شود.

مقایسه بین شیب هاي مختلف و تأثیر آن در میزان تابش دریافتی سالیانه