زاویه نصب پنل های نیروگاه خورشیدی

نصب صحیح پنل‌های خورشیدی در نیروگاه‌های فتوولتاییک، عاملی کلیدی در افزایش کارایی و عملکرد آن‌ها است. زاویه و جهت‌گیری این پنل‌ها، به ویژه در فصول مختلف، نقش مهمی در حداکثرسازی تولید انرژی دارد. زمانی که پنل‌ها در زاویه‌ای قرار گیرند که بیشترین تابش خورشید را دریافت کنند، توان تولیدی به بالاترین حد خود می‌رسد. این امر زمانی محقق می‌شود که پرتوهای خورشید به صورت عمود بر سطح پنل‌ها بتابد. با توجه به اینکه سطح زمین به صورت مستقیم در معرض تابش عمودی قرار نمی‌گیرد، تعیین زاویه مناسب برای نصب پنل‌ها بر اساس موقعیت مکانی و زمانی، امری ضروری است.

زاویه نصب، زاویه‌ای است که بین صفحه پنل خورشیدی و سطح زمین وجود دارد. پنلی که به صورت افقی روی زمین قرار گرفته، زاویه‌ای برابر صفر دارد، در حالی که پنلی با سطح عمود بر زمین، زاویه ۹۰ درجه را تشکیل می‌دهد. این زاویه بهینه در هر مکان و زمان در کره زمین متغیر است و به عوامل مختلفی بستگی دارد.

ایران به دلیل تابش فراوان نور خورشید، پتانسیل بالایی در بهره‌گیری از انرژی خورشیدی دارد. با استفاده از استراکچر ثابت، می‌توان بازدهی قابل توجهی در تولید انرژی به دست آورد. تنظیم پنل‌ها در زاویه مناسب، کلید دستیابی به حداکثر انرژی است. در این روش، زاویه پنل‌ها بر اساس بدترین شرایط دریافت نور خورشید محاسبه می‌شود تا اطمینان حاصل شود که در تمام طول سال، انرژی خورشیدی بهینه‌سازی می‌گردد.

برای بهینه‌سازی دریافت نور خورشید در طول روز، جهت صفحات باید طوری تنظیم شود که بیشترین نور را در مقایسه با زوایای دیگر دریافت کند. در ایران، با توجه به تنوع جغرافیایی، زاویه مناسب در مناطق جنوبی و شمالی متفاوت است و حدود چند درجه اختلاف دارد. با این حال، به طور میانگین، زاویه نصب صفحات حدوداً درجه در نظر گرفته می‌شود.

محاسبه زاویه پنل خورشیدی

در نیمکره شمالی، پنل‌های خورشیدی به سمت جنوب و در نیمکره جنوبی به سمت شمال جهت‌گیری می‌کنند. این زاویه‌گیری بهینه، با توجه به موقعیت جغرافیایی، به حداکثر دریافت تابش خورشید کمک می‌کند. اگر زاویه پنل را با P و زاویه تابش خورشید را با S در نظر بگیریم، محاسبه این زاویه به صورت زیر است: P = S.

P= 90-S

زاویه تابش خورشید، S، در هر مکان منحصر به فرد است و می‌توان آن را محاسبه کرد. این مقدار وابسته به دو عامل اصلی است: اول، زاویه انحراف زمین از خورشید، که تقریباً 23.5 درجه است؛ و دوم، عرض جغرافیایی محل مورد نظر، که بر اساس فاصله آن از خط استوا تعیین می‌شود. به عنوان مثال، شهر تهران در عرض جغرافیایی 35.4 درجه شمالی قرار دارد. برای محاسبه ارتفاع خورشید، از فرمول خاصی استفاده می‌کنیم که در آن عرض جغرافیایی با نماد L نشان داده می‌شود.

S= 90-L-23.5

با استفاده از عرض جغرافیایی، می‌توان زاویه تابش خورشید را در هر نقطه از کره زمین محاسبه کرد. این محاسبه به ما کمک می‌کند تا بهترین موقعیت برای نصب پنل‌های خورشیدی را با توجه به زاویه تابش بهینه، تعیین کنیم.

جهت یابی اتوماتیک نور خورشید

به منظور به حداکثر رساندن بازدهی پنل‌های خورشیدی در طول سال، لازم است با توجه به تغییر موقعیت خورشید، زاویه این پنل‌ها نیز تنظیم شود. از این رو، از استراکچرهای متحرک برای این منظور بهره گرفته می‌شود. این استراکچرها به دو نوع تک‌محوره و دو محوره تقسیم می‌شوند. نوع تک‌محوره در یک جهت و نوع دو محوره در دو جهت، حرکت خورشید را دنبال می‌کنند. با این حال، به دلیل هزینه‌های بالای این استراکچرهای متحرک، استفاده از آنها در بسیاری موارد مقرون به صرفه نیست.