Laskentamenetelmät aurinkosähköjärjestelmien rivivälille, joissa on erilaisia ​​kattokaltevuus

Laskentamenetelmät aurinkosähköjärjestelmien rivivälille, joissa on erilaisia ​​kattokaltevuus

Aurinkosähköjärjestelmien (PV) integrointi hajautettuun energiantuotantoon, erityisesti katoilla, on yhä tärkeämpi strategia uusiutuvien energialähteiden hyödyntämisessä. Rakennusrakenteiden ja kattojen monimuotoisuuden vuoksi aurinkosähköjärjestelmien asennukset on räätälöitävä erilaisiin arkkitehtonisiin yhteyksiin. Tämän artikkelin tarkoituksena on tutkia laskentamenetelmiä PV-ryhmien etäisyyksille eri kaltevilla katoilla ottaen huomioon tekijät, kuten auringon sijainti, katon materiaali ja rakennuksen suunta.

1. Auringon sijainnin ymmärtäminen

Jotta aurinkosähköjärjestelmät voidaan suunnitella tehokkaasti, on tärkeää ymmärtää auringon sijainti rakennukseen nähden. Vaakasuuntaisessa koordinaattijärjestelmässä auringon sijainti ilmaistaan ​​tyypillisesti sen korkeuskulman ja atsimuuttikulman kautta. Esimerkiksi Pekingissä auringon liikerata voidaan määrittää seuraavilla parametreilla:

• Auringon korkeuskulma (α): Auringon korkeus taivaalla.

• Auringon atsimuuttikulma (A): Kompassin suunta, josta auringonvalo tulee tiettynä ajankohtana.

• Paikallinen leveysaste (φ): Asennuspaikan maantieteellinen leveysaste.

• Auringon deklinaatiokulma (δ): Auringon säteiden ja Maan päiväntasaajatason välinen kulma.

• Tuntikulma (ω): Auringon keskipäivästä lähtien kulunut aika, ilmaistuna kulmamittauksina (asteina).

Auringon korkeus ja atsimuuttikulmat tiettyinä aikoina, kuten kello 9 tai 00 talvipäivänseisauksena, ovat olennaisia ​​PV-ryhmien etäisyyttä laskettaessa. Auringon deklinaatio talvipäivänseisauksena on -3°, ja näinä aikoina tuntikulmat voidaan laskea auringon sijainnin määrittämiseksi suhteessa PV-ryhmiin.

2. PV Array -välit tasaisilla betonikatoilla

"Photovoltaic Power Station Design Specification" tarjoaa kaavan PV-sarjojen etäisyyden laskemiseen varjostuksen välttämiseksi. Kaava ottaa huomioon taulukon kaltevuuden pituuden ja paneelien kulman sekä projektipaikan leveysasteen. Matriisien keskipisteen välisen etäisyyden on oltava riittävä estämään varjostus auringon huipputuntien aikana.

Kaava voidaan antaa seuraavasti:

[ D = L cdot sin(θ) + S ]

Missä:

• ( L ) = Matriisin kaltevuuden pituus

• ( θ ) = PV-moduulien kulma

• ( S ) = Sivuston leveysaste

Tämä varmistaa, että vierekkäiset paneelirivit eivät estä auringonvaloa, mikä maksimoi energian talteenottopotentiaalin.

3. PV-ryhmän etäisyys kaltevilla katoilla

Asennettaessa aurinkosähköjärjestelmiä kalteville katoille, kuten värillisistä terästiileistä tai keraamisista tiileistä, asennustapa seuraa tyypillisesti katon luonnollista kaltevuutta. Näissä tapauksissa paneelirivien välinen etäisyys voidaan määrittää ottamalla huomioon huoltokäytävä, joka helpottaa huoltoa ja tarkastusta varten.

Suositeltu huoltokäytävän leveys on 500–600 mm, mikä mahdollistaa oikean etäisyyden ilman varjostuksen vaaraa, koska eturivin paneelit eivät estä auringonvaloa pääsemästä takarivin paneeleihin.

4. Pohjois-etelä-kaltevien kattojen välinen etäisyys

Tyyppi 1: Etelään päin olevat rinteet

Rakennuksissa, joiden harjanteet kulkevat idästä länteen (eli pohjoiseen päin olevissa rinteissä), on olennaista laskea PV-paneelien etu- ja takarivien välinen korkeusero. Kaltevuuskerroin (i) määritellään korkeuserona jaettuna katon korkeimman ja alimman kohdan välisellä vaakaetäisyydellä.

Ensimmäisen rivin etuosan ja toisen rivin takaosan välinen korkeusero voidaan laskea seuraavasti:

• Etelään päin olevilla katoilla korkeusero on negatiivinen.

• Pohjoiseen päin olevilla katoilla korkeusero on positiivinen.

Tämä laskelma varmistaa, että takapaneelit saavat riittävästi auringonvaloa, eivätkä etupaneelit varjoa niitä auringon huipputuntien aikana.

Tyyppi 2: Itä-länsi -suuntaus kallistetuilla paneeleilla

Rakennuksissa, joissa ei ole suoraa etelän suuntaa, PV-sarjojen välissä tulee ottaa huomioon rakennuksen suunta ja auringon sijainti tiettyinä vuorokaudenaikoina. Rakennuksen atsimuuttikulma on ratkaiseva tehollista etäisyyttä laskettaessa.

Säädettävä etäisyys voidaan laskea kaavalla, joka sisältää rakennuksen atsimuuttikulman ja auringon atsimuuttikulman klo 9:00 tai 3:00 PM riippuen siitä, onko rakennus itään vai länteen. Tällä menetelmällä varmistetaan, että PV-paneelien tehollinen kulma aurinkoon nähden esitetään tarkasti etäisyyslaskelmissa.

5. Itä-länsi-kaltevien kattojen väli

Tyyppi 1: Suorat itä-länsirinteet

Kun rakennuksissa on suoraan itään tai länteen kalteva katto ja PV-moduulit on asennettu vinoon, on ehdottomasti otettava huomioon katon kaltevuuden vaikutus varjostukseen. Kaltevuuden yläpään paneelien korkeus voi aiheuttaa pidempiä varjoja, mikä vaikuttaa riviväliin.

Tyyppi 2: Ei-standardi suunta

Katoilla, joissa ei ole standardia itä- tai länsikaltevuutta ja joissa PV-moduulit on asennettu vinoon, on oleellista säätää laskelmia rakennuksen atsimuuttikulman ja auringon sijainnin perusteella. Tämä varmistaa, että varjostusvaikutukset ovat minimoituja ja aurinkosähköjärjestelmän energian tuotto maksimoidaan.

Muokkauksissa tulee ottaa huomioon seuraavat asiat:

• Itärinteillä korjaukset tulee tehdä käyttämällä auringon atsimuuttikulmaa klo 3.

• Länsirinteiden korjauksissa tulisi käyttää auringon atsimuuttikulmaa klo 9.

Yhteenveto

Tässä artikkelissa esitetään yhteenveto erilaisista menetelmistä aurinkosähköryhmien etäisyyden laskemiseksi katoilla, joilla on eri kaltevuus. Betonisten tasakattojen ja kaltevien kattojen suunnittelussa, olivatpa ne etelä- tai itä-länsisuuntaisia, on otettava huomioon aurinkokulmat, rakennuksen suunta ja katon kaltevuus.

Vaikka painopiste on ollut yleisissä kattotyypeissä, arkkitehtonisten suunnitelmien monimutkaisuus tarkoittaa, että jotkin ainutlaatuiset rakenteet, kuten kupari- tai munanmuotoiset katot, saattavat vaatia lisähuomiota. Tässä esitetyt menetelmät ja kaavat toimivat referenssinä aurinkosähköalan ammattilaisille ja kannustavat yhteistyöhön ja parhaiden käytäntöjen jakamiseen aurinkoenergian tehokkaan hyödyntämisen tavoittelussa.

Uusiutuvan energian alan kehittyessä tarkkojen laskelmien ja innovatiivisten suunnitelmien tarve vain kasvaa, mikä varmistaa, että aurinkosähköjärjestelmät voidaan integroida tehokkaasti erilaisiin arkkitehtonisiin ympäristöihin.