Kuidas arvutada ideaalset päikesepaneeli nurka asukoha ja energia eesmärkide järgi

Ideaalse päikesepaneeli nurga arvutamine nõuab kahe põhiteguri joondamist:Teie geograafiline asukoht (laius)(mis dikteerib päikese loomulikku teed) jaTeie energiaprioriteedid(Aastaringne konsistents, suvine jahutus või talvine kuumutamine). Allpool on samm-sammuline, rakendatav raamistik, et arvutada nurk mis tahes asukoha ja eesmärgi saavutamiseks reaalse maailma näidete ja tööriistade jaoks, et täpsust lihtsustada.

1. samm: tuvastage oma asukoha laius (vundament)

Laiusus on kõigi nurga arvutuste lähtepunkt, kuna see määrab, kui kõrgele päike taevasse tõuseb. Siit saate teada, kuidas see leida:

 

Kiire otsimine: Kasutage Google Mapsi (otsige oma aadressi, seejärel klõpsake laiuskraadi/pikkuskraadi nägemiseks nuppu "Mis on siin?") Või nagu latlong.net.

Näide:

Los Angeles, USA: 34 kraadi N

Berliin, Saksamaa: 52 kraadi N

Sydney, Austraalia: 34 kraadi S (Märkus: lõunapoolkera arvutused peegeldavad põhjapoolkera kasutamise laiuskraadi positiivse arvuna, kuid vajadusel kohandage hooajalisi näpunäiteid).

 

Võtmereegel.

2. samm: valige oma energia eesmärk (reguleerige laiuskraadi valemit)

Kui olete oma laiuskraadi olemas, kohandage seda vastavalt sellele, kas sooviteAastaringne väljund, suvele keskendunud jahutus või talvele keskendunud küte. Kasutage fikseeritud kinnitusega valemit, mis töötab 90% elamu- ja väikeste äriprojektide (fikseeritud rööpad, reguleeritavad rööpad või jälgimissüsteemide alusena) jaoks.

 

Energia eesmärk	Ideaalse nurga (põhjapoolkera) valem	Lõunapoolkera valem (hooajaline vahetus)	Reaalse maailma näide
Maksimaalne toodang aastaringselt	Laius	Laius	Berliin (52 kraadi N): 52 kraadinurk → Baldess Summer (juuni) ja talv (detsember) tootmine.
Suvekeskne (jahutamine)	Laiuskraadi - 10 kraad	Laiuskraadi - 10 kraad (suvi=detsembrini)	Los Angeles (34 kraadi N): 34 kraadi - 10 kraad=24 kraad → jäädvustab vahelduvvoolu kasutamiseks rohkem keskpäeva päikest (juuni - august).
Talvele keskendunud (kuumutamine)	Laiuskraadi + 10 kraad	Laiuskraadi + 10 kraad (talv=juuni - august)	Sydney (34 kraadi S): 34 kraadi + 10 kraad=44 kraad → kallutab paneelid kõrgemale, et saada madalat talvist päikest (juuni - august).

 

Miks see töötab:

 

Suvine päike on taevas -shall -nurga all (laiuskraadi -10 kraadi) kõrgem las paneelidel püüda otsese keskpäevase valguse.

Talvine päike on madalama astmenurga nurgad (laiuskraadi +10 kraad) "Reach UP", et jäädvustada päikesevalgust, mis muidu lööks paneelidele madala ja ebaefektiivse nurga all.

3. samm: kohaliku kliima (lumi, tuul, varjund) peenhäälestamine

Asukoha ja energia eesmärgid seavad aluse nurga, kuid kohalik kliima võib jõudlust teha või purustada. Nende ühiste tingimuste jaoks kohandage edasi:

A. Lumeohtlikud asukohad (nt Minneapolis, 45 kraadi N; Stockholm, 59 kraadi N)

Väljaandmine: Lume kogunemine blokeerib päikesevalgust ja lisab rööbastele/paneelidele kaalu.

Kohandamine: Lisage oma baasnurgale 15 kraadi (talviseks fookuseks 10 kraadi asemel).

Näide: Minneapolis (talvine eesmärk: 45 kraadi + 10 kraad=55 kraad) → peenhäälestamine 45 kraadi + 15 kraad=60 kraad.

Miks: 60 -kraadine nurk laseb lumel libiseda 2–3x kiiremini kui 55 -kraadise nurga, vähendades fikseeritud katuserööbaste seisakuid ja konstruktsioonitüve.

B. Kõrge tuulega tsoonid (nt Miami, 26 kraadi N; Tokyo, 35 kraadi N)

Väljaandmine: Järsud nurgad püüavad rohkem tuult, suurendades tõusuriski (eriti katusele kinnitatud rööbaste puhul).

Kohandamine: Lahutage oma baasnurgalt 5–10 kraadi (eelistage stabiilsust täiusliku päikesenurga kohal).

Näide: Miami (suvine eesmärk: 26 kraadi - 10 kraad=16 kraad) → peenhäälestamine 16 kraadi - 5 kraad=11 kraad.

Paaritama: Kasutage rööpad, et kinnitada tuul paremini kui läbitungivad alused.

C. Varjutatud kohad (nt Seattle, 47 kraadi N; London, 51 kraadi N)

Väljaandmine: Puud, korstnad või kõrged hooned blokeerivad päikesevalgust (hullem suvel, kui lehed on täis).

Kohandamine:

Suvevarju jaoks: alumine nurk 5 kraadi võrra (väldib keskpäeval kõrget objekti varju).

Talvevarju jaoks: tõstke nurk 5 kraadi võrra (väldib läheduses asuvatest konstruktsioonidest madalat päikesevarju).

Näide: Seattle (aastaringne eesmärk: 47 kraadi) → Summer=47 kraad - 5 kraad=42 kraad (väldib puu varju), talv=47 kraad + 5 kraad=52 kraadi (vältige Roof Edge Shade).

4. samm: arvutage reguleeritavate/jälgimise rööbaste jaoks (dünaamilised nurgad)

Kui kasutate reguleeritavaid või jälgimisröönge (mitte fikseeritud), muutub "ideaalne nurk" hooajaliselt või iga päev. Kasutage neid lihtsustatud arvutusi:

A. Reguleeritavad rööpad (hooajalised kohandused)

Reguleerige 2–4 korda aastas (joondage pööripäevade/pööripäevadega), kasutades oma laiuskraadi alusena:

 

Hooaeg	Põhjapoolkera nurk (aastaringne eesmärk)	Lõunapoolkera nurk (aastaringne eesmärk)	Näide (Berliin, 52 kraadi N)
Kevad (mar -mai)	Laiuskraadi - 5 kraad	Laiuskraadi - 5 kraad (sept - nov)	52 kraadi - 5 kraad=47 kraad
Suvi (juuni - august)	Laiuskraadi - 10 kraad	Laiuskraadi - 10 kraad (detsembrini)	52 kraadi - 10 kraad=42 kraad
Kukkumine (september - nov)	Laius	Laiuskraadi (mar -mai)	52 kraad
Talv (detsember - VEB)	Laiuskraadi + 10 kraad	Laiuskraadi + 10 kraad (juuni - august)	52 kraadi + 10 kraad=62 kraad

 

Pro -näpunäide: Kasutage rakendustPäikesemõõtjaPäikese tee visualiseerimiseks konkreetsetel kuupäevadel (nt juuni 21=suvine pööripäev) ja kinnitage oma nurga kohandused.

B. Rööbaste jälgimine (automaatne arvutus)

Te ei pea nurkade jälgimissüsteeme käsitsi arvutama, tehke seda teie jaoks, kuid see on nii, kuidas need töötavad:

 

Üheteljede jälgimine: Fikseerib kaldenurga oma "aastaringse alusnurga" (laiuskraadi) külge ja pöörab ida-lääne, et järgida päikese igapäevast rada.

Näide: Phoenix (33 kraadi N) → 33 kraadi fikseeritud kallutus + ida-lääne pöörlemine → 20–30% rohkem väljundit kui fikseeritud rööpad.

Kaheteljede jälgimine: Kohandab nii kallutamist (põhja-lõuna, hooajaline) kui ka rotatsiooni (ida-läänes, iga päev), et hoida päikesevalguse risti risti.

Näide: Dubai (25 kraadi N) → Kahe telje jälgimine nihkub automaatselt 15 kraadi (suvi )lt 35 kraadi (talv) → 30–40% rohkem väljundit kui fikseeritud rööpad.

5. samm: kontrollige täppisriistadega (vältige arvamist)

Täpsuse huvides (suurte projektide või keerukate saitide jaoks kriitiline) kasutage neid tööriistu oma arvutuste ristkontrollimiseks:

1. NREL PVWATTS CALCLAATOR (TASUTA, Online)

Kuidas kasutada: Sisestage oma aadress, paneeli tüüp ja paigaldamistüüp (fikseeritud/reguleeritav).

Väljund: Kohandatud ideaalne nurk + hinnanguline energia väljund (kWh/aasta) selle nurga jaoks.

Link: https://pvwatts.nrel.gov/

2. Päikeseraja (pihuarvuti seade)

Kuidas kasutada: Asetage see oma paigaldussaidile, et kaardistada varjude mustreid ja päikeseenergia kokkupuudet erinevate nurkade jaoks.

Väljund: Füüsiline "päikesetee" diagramm, mis näitab, millised nurgad väldivad varju aastaringselt.

3. Professionaalne saidi hindamine

Millal kasutada: Järskude katuste, suurte kommertsprojektide või keerukate varjundite/tuuleprobleemidega saitide jaoks.

Mida paigaldajad teevad: Kasutage kohaspetsiifilise nurga arvutamiseks droonide, termilise pildistamise ja kohalike ilmastikuandmete (nt katuse ainulaadse nõlva või läheduses asuvate pilvelõhkujate kohandamiseks) arvutamiseks.

Näide arvutamise töövoog (täielik stsenaarium)

Kõndime läbi tõelise näite, et see kõik omavahel siduda:

 

Asukoht: Chicago, USA (41 kraadi N laiuskraadi; lumised talved, kuumad suved, mõõdukas tuul).

Energia eesmärk: Talvele keskendunud (tähtsustage küte detsembris-veebruarini).

1. samm: Baasnurk=41 kraad + 10 kraad=51 kraad (talvine fookuse valem).

2. samm: Snow=51 kraad + 5 kraad=56 kraad ({3}} kraad (lisage 5 kraadi, et lumi libisemiseks aidata).

3. samm: Kontrollige PVWATTS -i kalkulaatoriga → sisendid: Chicago, 56 kraadi nurk, fikseeritud katuse rööpad → väljund: 18% rohkem talvist väljundit vs . 41 kraadi aluse nurk.

Lõppnurk: 56 kraadi (fikseeritud rööpad) või reguleerige talvel 61 kraadi/41 kraadi suvel (reguleeritavad rööpad).

Arvutamise võtmed

Alustage lihtsast: Kasutage fikseeritud rööbaste jaoks laiuskraadi ± 10 kraadi-see töötab enamiku elamuprojektide jaoks.

Prioriteerige oma eesmärk: Suvine jahutus=madalam nurk; Talvine kuumutamine=järsem nurk.

Kohandage kliimaga: Lumi=järsem; tuul=madalam; varju=näpistamine ummistuste vältimiseks.

Kontrollige tööriistadega: Kasutage PVWATTS-i või professionaali, et kinnitada väikese nurga vigu (5–10 kraadi) võib vähendada toodangut 10–15%.

 

Seda raamistikku järgides tagate, et teie päikesepaneelid on energiatootmise maksimeerimiseks nurga allsinu omaAsukoht ja vajadused-olgu see siis Torontos majaomanik või Arizonas asuva päikesefarmi projektijuht.