Coa crecente demanda global de enerxía renovable, a tecnoloxía fotovoltaica (solar) foi moi utilizada como un compoñente importante da enerxía limpa. E como optimizar o rendemento dos sistemas fotovoltaicos para mellorar a eficiencia enerxética durante a súa instalación converteuse nun problema importante para investigadores e enxeñeiros. Estudos recentes propuxeron ángulos de inclinación óptimos e alturas de elevación para sistemas fotovoltaicos no tellado, proporcionando novas ideas para mellorar a eficiencia da xeración de enerxía fotovoltaica.
Factores que afectan o rendemento dos sistemas fotovoltaicos
O rendemento dun sistema fotovoltaico no tellado está afectado por varios factores, os máis críticos dos cales inclúen o ángulo de radiación solar, temperatura ambiente, ángulo de montaxe e elevación. As condicións de luz en diferentes rexións, o cambio climático e a estrutura do tellado afectan o efecto de xeración de enerxía dos paneis fotovoltaicos. Entre estes factores, o ángulo de inclinación e a altura aérea dos paneis fotovoltaicos son dúas variables importantes que afectan directamente á súa recepción de luz e eficiencia de disipación de calor.
Ángulo de inclinación óptima
Os estudos demostraron que o ángulo óptimo de inclinación dun sistema fotovoltaico depende non só da situación xeográfica e das variacións estacionais, senón que tamén está estreitamente relacionada coas condicións meteorolóxicas locais. En xeral, o ángulo de inclinación dos paneis fotovoltaicos debería estar preto da latitude local para asegurar a máxima recepción de enerxía radiante do sol. O ángulo de inclinación óptima normalmente pódese axustar adecuadamente segundo a tempada para adaptarse a diferentes ángulos de luz estacional.
Optimización no verán e no inverno:
1. No verán, cando o sol está situado preto do cénit, o ángulo de inclinación dos paneis fotovoltaicos pode baixar adecuadamente para capturar mellor a intensa luz solar directa.
2. No inverno, o ángulo do sol é menor e aumentando adecuadamente o ángulo de inclinación asegura que os paneis fotovoltaicos reciban máis luz solar.
Ademais, descubriuse que un deseño de ángulo fixo (normalmente fixado preto do ángulo de latitude) tamén é unha opción altamente eficiente nalgúns casos para aplicacións prácticas, xa que simplifica o proceso de instalación e aínda proporciona unha xeración de enerxía relativamente estable baixo a maioría das condicións climáticas .
Altura óptima de cabeza
No deseño dun sistema fotovoltaico no tellado, a altura aérea dos paneis fotovoltaicos (é dicir, a distancia entre os paneis fotovoltaicos e o tellado) tamén é un factor importante que afecta á súa eficiencia de xeración de enerxía. Unha elevación adecuada aumenta a ventilación dos paneis fotovoltaicos e reduce a acumulación de calor, mellorando así o rendemento térmico do sistema. Os estudos demostraron que cando se aumenta a distancia entre os paneis fotovoltaicos e o tellado, o sistema é capaz de reducir eficazmente o aumento da temperatura e mellorar así a eficiencia.
Efecto de ventilación:
3. A falta de altura aérea suficiente, os paneis PV poden sufrir un rendemento reducido debido á acumulación de calor. As temperaturas excesivas reducirán a eficiencia de conversión dos paneis fotovoltaicos e pode incluso acurtar a súa vida útil.
4. Un aumento da altura de stand-off axuda a mellorar a circulación do aire debaixo dos paneis fotovoltaicos, baixando a temperatura do sistema e mantendo condicións de funcionamento óptimas.
Non obstante, un aumento da altura aérea tamén significa maiores custos de construción e máis requisitos de espazo. Polo tanto, a elección da altura aérea adecuada debe equilibrarse segundo as condicións climáticas locais e o deseño específico do sistema fotovoltaico.
Experimentos e análise de datos
Estudos recentes identificaron algunhas solucións de deseño optimizadas experimentando diferentes combinacións de ángulos do tellado e alturas aéreas. Simulando e analizando datos reais de varias rexións, os investigadores concluíron:
5. Ángulo de inclinación óptima: En xeral, o ángulo de inclinación óptimo para un sistema fotovoltaico do tellado está dentro do rango de plus ou menos 15 graos da latitude local. Os axustes específicos optimízanse segundo os cambios estacionais.
6. Altura óptima de sobrecarga: para a maioría dos sistemas fotovoltaicos no tellado, a altura óptima de cabeza está entre 10 e 20 centímetros. Unha elevación demasiado baixa pode levar á acumulación de calor, mentres que unha elevación demasiado alta pode aumentar os custos de instalación e mantemento.
Conclusión
Co avance continuo da tecnoloxía solar, como maximizar a eficiencia de xeración de enerxía dos sistemas fotovoltaicos converteuse nun problema importante. O ángulo de inclinación óptimo e a altura aérea dos sistemas fotovoltaicos do tellado proposto no novo estudo proporcionan solucións de optimización teórica que axudan a mellorar aínda máis a eficiencia global dos sistemas fotovoltaicos. No futuro, co desenvolvemento de deseño intelixente e tecnoloxía de big data, espérase que poidamos conseguir unha utilización de enerxía PV máis eficiente e económica mediante un deseño máis preciso e personalizado.
Tempo de publicación: feb-13-2025