Ориентация солнечной батареи

Ориентация солнечной батареи

Количество света попадающего на солнечную батарею, а значит и генерируемая ею мощность напрямую зависит от того, какой угол наклона имеет солнечная батарея относительно поверхности земли.

Дело в том, что Земля имеет форму шара, который к тому же вращается вокруг солнца, делая полный оборот за один год. Поэтому, угол падения солнечных лучей зависит от широты места относительно экватора, а также времени года. Ниже мы разберем подробнее, что еще влияет на мощность солнечной батареи и как их установить, чтобы они давали больше электричества.

Солнечный свет, который мы привыкли видеть, можно разделить на два вида: прямой и рассеянный.

Прямой солнечный свет — это тот, лучи которого достигают поверхности Земли непосредственно от Солнца. Эти лучи несут колоссальную энергию, за 1 секунду наше Солнце выделяет больше энергии, чем все человечество потратило за всю историю своего существования. Плотность солнечной энергии достигающей Земли, составляет порядка 1,4 кВт/м2. К сожалению, около 30% этой энергии отражается обратно в космос, а поверхности достигает только около 1 кВт/м2. Но и это еще не все — итоговая мощность излучения будет  зависеть от высоты Солнца над горизонтом, т.е. от географической широты места, времени года и дня, чистоты атмосферы, а также от угла наклона плоскости модуля.

Рассеянный солнечный свет является светом, отраженным от поверхности земли и рассеянным верхними слоями атмосферы. Многократно отражаясь от поверхности земли, облаков, снега и другого, этот свет может также давать достаточно большую мощность даже в пасмурную погоду. Кстати, именно поэтому, в зимние морозные дни, когда небо ясное и белый снег слепит глаза, суммарная генерация электричества может даже превышать летние месяцы.

Таким образом, для генерации максимальной мощности, солнечные батареи следует ориентировать под определенным углом к поверхности Земли, по возможности перпендикулярно свету. К сожалению, в большинстве случаев, солнечные батареи устанавливают на фиксированные конструкции на крыше дома или на земле, при этом угол падения солнечных лучей постоянно меняется, как в течение дня, так и протяжении года — Земля движется вокруг Солнца, что приводит к сезонным изменениям угла падения света.

Зимой свет падает на землю под значительно меньшем углом, чем летом, поэтому, для обеспечения эффективной генерации электроэнергии, панели должны быть расположены под большим углом к поверхности земли. Кроме того, это позволяет солнечным ячейкам поглощать энергию света, отраженного от снега, а также решает для северных стран проблему снега, скапливающего на панелях – при больших углах он просто не задерживается. Летом наоборот — чем меньше угол, тем лучше.

Угол падения солнечных лучей

В идеале, солнечные батареи следует крепить на конструкцию с изменяемым углом наклона (для зимы и для лета менять угол) или на трекер отслеживающий солнце в течение дня. Если нет возможности менять угол наклона дважды в год, то лучше закрепить модули под углом равным широте местности, где располагается электростанция.

Для конструкций с изменяемым углом, оптимальный угол наклона рассчитывается по формуле:

  • для зимы – «значению широты местности» плюс 10-15 градусов;
  • для лета  — «значению широты местности» минус 10-15 градусов;

При этом небольшие отклонения от этих значений не окажут влияния на эффективность батарей.

Наиболее же эффективный способ — использовать трекер. За счет фотодатчиков, трекеры могут отслеживать движение солнца как по одной, так и по двум осям, что позволяет получить до 50% дополнительной электроэнергии в течение года. Это соразмерно увеличению количества солнечных панелей в полтора раза.


Последние новости