Med den stigende globale efterspørgsel efter vedvarende energi er fotovoltaisk (sol) teknologi blevet bredt anvendt som en vigtig komponent i ren energi. Og hvordan man optimerer ydeevnen af PV-systemer for at forbedre energieffektiviteten under deres installation er blevet et vigtigt spørgsmål for forskere og ingeniører. Nylige undersøgelser har foreslået optimale hældningsvinkler og elevationshøjder for tagmonterede PV-systemer, hvilket giver nye ideer til forbedring af effektiviteten af PV-elproduktion.
Faktorer, der påvirker PV-systemers ydeevne
Ydeevnen af et tagmonteret PV-system påvirkes af en række faktorer, hvoraf de mest kritiske inkluderer solstrålingsvinklen, omgivelsestemperaturen, monteringsvinkel og højde. Lysforhold i forskellige regioner, klimaændringer og tagkonstruktion påvirker alle PV-panelers effekt på elproduktion. Blandt disse faktorer er hældningsvinklen og højden over hovedet af PV-paneler to vigtige variabler, der direkte påvirker deres lysmodtagelse og varmeafledningseffektivitet.
Optimal hældningsvinkel
Undersøgelser har vist, at den optimale hældningsvinkel for et PV-system ikke kun afhænger af geografisk placering og sæsonbestemte variationer, men også er tæt forbundet med lokale vejrforhold. Generelt bør hældningsvinklen på PV-panelerne være tæt på den lokale breddegrad for at sikre maksimal modtagelse af strålingsenergi fra solen. Den optimale hældningsvinkel kan normalt justeres passende i henhold til årstiden for at tilpasse sig forskellige sæsonbestemte lysvinkler.
Optimering om sommeren og vinteren:
1. Om sommeren, når solen er placeret nær zenit, kan PV-panelernes hældningsvinkel sænkes passende for bedre at indfange det intense direkte sollys.
2. Om vinteren er solvinklen lavere, og en passende forøgelse af hældningsvinklen sikrer, at PV-panelerne modtager mere sollys.
Derudover har det vist sig, at et design med fast vinkel (normalt fastgjort nær breddegraden) også er en yderst effektiv løsning i nogle tilfælde til praktiske anvendelser, da det forenkler installationsprocessen og stadig giver en relativt stabil strømproduktion under de fleste klimatiske forhold.
Optimal overliggende højde
Ved design af et tagmonteret PV-system er PV-panelernes højde (dvs. afstanden mellem PV-panelerne og taget) også en vigtig faktor, der påvirker dets energieffektivitet. En korrekt højde forbedrer ventilationen af PV-panelerne og reducerer varmeakkumulering, hvilket forbedrer systemets termiske ydeevne. Undersøgelser har vist, at når afstanden mellem PV-panelerne og taget øges, er systemet i stand til effektivt at reducere temperaturstigningen og dermed forbedre effektiviteten.
Ventilationseffekt:
3. I mangel af tilstrækkelig overliggende højde kan PV-paneler lide af reduceret ydeevne på grund af varmeophobning. For høje temperaturer vil reducere PV-panelernes konverteringseffektivitet og kan endda forkorte deres levetid.
4. En forøgelse af afstandshøjden bidrager til at forbedre luftcirkulationen under PV-panelerne, hvilket sænker systemtemperaturen og opretholder optimale driftsforhold.
En øget loftshøjde betyder dog også højere byggeomkostninger og mere pladsbehov. Derfor skal valget af den passende loftshøjde afbalanceres i henhold til de lokale klimatiske forhold og det specifikke design af PV-systemet.
Eksperimenter og dataanalyse
Nyere undersøgelser har identificeret nogle optimerede designløsninger ved at eksperimentere med forskellige kombinationer af tagvinkler og loftshøjder. Ved at simulere og analysere faktiske data fra flere regioner konkluderede forskerne:
5. optimal hældningsvinkel: Generelt er den optimale hældningsvinkel for et tagmonteret PV-system inden for området plus eller minus 15 grader af den lokale breddegrad. Specifikke justeringer optimeres i henhold til sæsonbestemte ændringer.
6. optimal overliggende højde: For de fleste tagmonterede PV-systemer er den optimale overliggende højde mellem 10 og 20 centimeter. En for lav højde kan føre til varmeophobning, mens en for høj højde kan øge installations- og vedligeholdelsesomkostningerne.
Konklusion
Med den kontinuerlige udvikling af solteknologi er det blevet et vigtigt spørgsmål, hvordan man maksimerer effektiviteten af PV-systemers energiproduktion. Den optimale hældningsvinkel og overliggende højde for tagmonterede PV-systemer, som foreslås i den nye undersøgelse, giver teoretiske optimeringsløsninger, der bidrager til yderligere at forbedre den samlede effektivitet af PV-systemer. I fremtiden, med udviklingen af intelligent design og big data-teknologi, forventes det, at vi vil være i stand til at opnå en mere effektiv og økonomisk udnyttelse af PV-energi gennem mere præcist og personligt design.
Opslagstidspunkt: 13. feb. 2025