Care este cel mai bun unghi pentru panourile solare

Cel mai bun unghi pentru panourile solare

Bine ați venit la acest articol informativ.

Vreți să construiți un sistem de energie solară cu adevărat eficient, dar nu știți cum să evaluați orientarea corectă a panourilor solare și cum să calculați unghiul perfect de înclinare?

Nici o problemă, pe această pagină veți găsi toate informațiile și sfaturile care vă vor permite să cunoașteți pas cu pas orientarea corectă (unghiul de azimut) și cea mai bună înclinare a panourilor dumneavoastră (unghiul de înclinare) în funcție de perioada sezonieră în care aveți o cerere mai mare de energie electrică și de locația geografică în care doriți să instalați sistemul de energie solară.

De fapt, datorită unei formule matematice și a hărții noastre de latitudine a Statelor Unite, veți învăța să calculați înclinarea optimă pentru orașul dvs. atât vara, cât și iarna, fără să pierdeți timp și gratuit.

În ce direcție trebuie orientate panourile?

Când proiectați un sistem de energie solară, este esențial să alegeți partea acoperișului pe care să montați panourile. Prin urmare, trebuie să știm pe ce parte există o radiație solară mai mare pentru întreaga zi, pentru a avea o producție maximă de energie posibilă. Deoarece panourile solare sunt mai productive atunci când razele soarelui sunt perpendiculare pe suprafața lor, cea mai bună orientare este cu siguranță cea direct spre SUD (unghiul de azimut = 180 °). Dimpotrivă, în țările din emisfera sudică (cum ar fi Africa de Sud și Australia), cea mai bună orientare este cea direct NORD.

În cazul în care instalarea în direcția SUD nu este posibilă sau avem probleme de umbrire (cum ar fi un copac foarte înalt), este posibil să schimbăm ușor orientarea panourilor.

De fapt, este util să știm că, dacă panourile solare sunt orientate în afara sudului adevărat, până la un maxim de 45° (sud-est și sud-vest), producția anuală suferă o reducere destul de limitată (1-3%). Radiația solară pe care o primesc panourile este aproape aceeași. Cu toate acestea, dacă panourile sunt orientate la un unghi mai mare de 45° față de sudul adevărat, producția începe să scadă semnificativ.

La 90° față de sudul adevărat (deci est și vest), producția poate scădea până la 30%. Această scădere se datorează faptului că panourile solare, în cea mai mare parte a zilei, sunt expuse la o lumină solară slabă și nu perpendiculară. Aceste panouri vor produce cu siguranță energie solară, dar într-o măsură mai mică decât panourile orientate direct spre sud.

Care este unghiul optim de înclinare pentru panourile solare?

Bine, acum că știm că direcția optimă este sudul, trebuie să găsim unghiul optim de înclinare.

În primul rând, în alegerea unghiului de înclinare pentru panourile solare de pe acoperișul unei case suntem obligați să satisfacem două nevoi de bază: nevoia de producere a energiei și nevoia unui rezultat final estetic plăcut și de lungă durată. Acoperișul unei case are deja o înclinație și o pantă proprii, astfel încât trebuie căutat un compromis între aceste două nevoi. Cunoașterea unghiului optim în scopul producției ne va permite să alegem cel mai bun compromis pentru instalația noastră.

Dacă, pe de altă parte, doriți să construiți structura pentru o copertină de protecție solară cu panouri solare sau structura pentru o instalație solară montată la sol sau pentru un spațiu de parcare inovator acoperit de mai multe panouri cablate în serie sau cablate în paralel, acest ghid vă va fi foarte util în faza de proiectare a structurii, deoarece vă va furniza unghiul optim de înclinare a structurii în raport cu planul orizontal.

Unghiul optim de înclinare pe care îl vor avea panourile noastre solare este influențat, în esență, de doi factori:
– latitudinea locului geografic în care dorim să le montăm
– perioada din an în care avem nevoie de mai multă energie

Cum influențează latitudinea unghiul de înclinare?

După cum am spus mai devreme, cu cât un panou solar este mai perpendicular pe razele soarelui, cu atât mai mult produce energie electrică. Producția maximă de energie se obține la amiază, când soarele atinge altitudinea maximă la orizont. Prin urmare, trebuie să cunoaștem, pe parcursul anului, altitudinea maximă și minimă a soarelui la amiază, pentru a afla cu câte grade trebuie înclinate panourile noastre. În acest scop, două zile speciale din an ne vin în ajutor.

După cum mulți dintre voi știți deja, există o zi din an în care avem mai puține ore de lumină și o zi din an în care avem mai multe ore de lumină. Aceste zile se numesc …
– solstițiul de iarnă
– solstițiul de vară

Solstițiul de vară, în care avem mai multe ore de lumină, este 20 sau 21 iunie, iar soarele la amiază se află la cea mai mare altitudine anuală (vezi figura); în timp ce solstițiul de iarnă, în care avem mai puține ore de lumină, este 21 sau 22 decembrie, iar soarele la amiază se află la cea mai mică altitudine anuală (vezi figura).

În funcție de latitudinea la care trăim, se schimbă și altitudinea anuală maximă și minimă a soarelui la amiază. După cum se poate observa din figura de mai jos (credit hartă: Mapsofworld.com), latitudinea Statelor Unite continentale este cuprinsă între aproximativ 49° Nord (cu excepția Alaskăi), până la puțin peste 26° Sud (Texas). Pentru a cunoaște altitudinea Soarelui în timpul solstițiului de vară și de iarnă, trebuie doar să identificăm gradele de latitudine în care dorim să ne instalăm sistemul de energie solară. Să ne uităm la figura de mai jos. De exemplu, dacă ne aflăm în Chicago, latitudinea va fi în jur de 42°.

Latitudinea Statelor Unite continentale

Calcularea înălțimii maxime a Soarelui la amiază

După ce a fost identificată latitudinea, trebuie să scădem 23° (unghiul actual aproximativ de înclinare a Pământului). Ultima operație matematică este: 90 – (rezultatul obținut). În cazul orașului Chicago vom avea punctul culminant al Soarelui la 71°, obținut în urma calculului 90 – (42-23). Pentru a obține o eficiență energetică maximă în timpul solstițiului de vară, panourile solare din Chicago trebuie să fie orientate spre SUD și să fie înclinate cu 19° (90-71). În acest fel, la amiază, panourile vor fi perfect perpendiculare pe razele Soarelui.

Calcularea înălțimii minime a Soarelui la amiază

Pentru a calcula înălțimea Soarelui la amiază în timpul solstițiului de iarnă, în loc să scădem, trebuie să adăugăm 23°. Operația matematică ulterioară rămâne neschimbată. Rezultatul pentru Chicago este 90 – (42 + 23) = 25°. Pentru a obține o eficiență energetică maximă în timpul solstițiului de iarnă, panourile solare din Chicago trebuie să fie orientate spre SUD și să fie înclinate cu 65° (90-25). În acest fel, la prânz, panourile vor fi perfect perpendiculare pe razele soarelui.

Din calcule este imediat evident că un unghi de înclinare ridicat al panourilor va favoriza o producție mai mare de energie în timpul sezonului de iarnă, în timp ce un unghi de înclinare scăzut al panourilor va favoriza o producție mai mare de energie în timpul sezonului de vară.

Ce unghi de înclinare să alegem pentru sistemul nostru? Simplu, cel care răspunde nevoilor noastre energetice.

Dacă suntem în Chicago și avem nevoie de energie doar în sezonul de iarnă este bine să alegem un unghi de înclinare între 53° și 65° (exemplu 59°), în timp ce dacă avem nevoie doar vara este bine să alegem un unghi de înclinare între 19° și 30° (exemplu 24,5°). Pe de altă parte, dacă avem o nevoie mai mare în timpul sezonului de vară, este bine să alegem un unghi de înclinare între 19° și 42° (de exemplu 30°). Dacă, în schimb, avem o nevoie mai mare în timpul sezonului de iarnă, este bine să avem un unghi de înclinare între 42° și 65° (de exemplu 53°).

Dacă nevoile noastre de energie în Chicago sunt constante pe tot parcursul anului, atunci putem opta pentru o poziție de mijloc, cum ar fi 42°, întotdeauna cu orientare spre direcția SUD.

.