كيف يتم تحديد اتجاه تركيب المصفوفات الشمسية؟ ما هو تأثيرها على توليد الطاقة؟

المبدأ الكامن وراء توجيه الألواح الشمسية بسيط: احصل على أكبر قدر ممكن من التعرض لأشعة الشمس المباشرة طوال العام. يتغير قوس الشمس مع الموسم والوقت من اليوم، لذا فإن أفضل موضع للوحة معينة هو الموضع الذي يمنحك أفضل تعريض ضوئي إجمالي. لذلك، تريد تحسين معيارين: السمت والميل.

يشير السمت إلى الاتجاه الأساسي الذي يتم توجيه الألواح إليه، وله أهمية قصوى في إنتاج الطاقة الفعلي الذي يتم تحقيقه على أساس يومي.

 المثالي: الجنوب الحقيقي (في نصف الكرة الشمالي): الجنوب الحقيقي هو أفضل اتجاه سمت للألواح الشمسية في نصف الكرة الشمالي. سيؤدي هذا الاتجاه إلى زيادة ضوء الشمس المباشر إلى الألواح، بينما تتحرك الشمس عبر السماء الجنوبية.

 شيء قابل للحياة: الشرق والغرب: الجنوب هو الاتجاه المثالي، ولكن بالطبع لا يتوفر ذلك دائمًا بسبب تصميم السقف أو التظليل. ستنتج الألواح المواجهة للشرق مزيدًا من الطاقة في الصباح، بينما تتلقى الألواح المواجهة للغرب-أشعة شمس أكثر كثافة في فترة ما بعد الظهر، مما قد يساعد في تعويض ذروة استخدام الكهرباء و/أو الحصول على تغذية أعلى-في التعريفات خلال هذه الأوقات في عدد من الولايات القضائية. ومع ذلك، فيما يتعلق بإنتاج الطاقة، سيفقد الشرق والغرب عادةً 10-15% من إنتاج الطاقة مقابل النظام المواجه للجنوب.

 الاختيار السيئ: الشمال: تعتبر الأسطح المواجهة للشمال، في نصف الكرة الشمالي، عمومًا أقل الأسطح المرغوبة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية، نظرًا لأن الألواح ستتلقى أقل قدر من ضوء الشمس المباشر.

تشير زاوية الميل إلى ارتفاع الألواح عن المستوى الأفقي. الهدف هو وضع الألواح بشكل أقرب إلى عمودي على أشعة الشمس قدر الإمكان طوال معظم أيام العام.

 نقطة البداية الأساسية: اقترح كثيرًا أن النهج الأول هو استخدام زاوية الميل التي تساوي خط عرض التثبيت. وبالتالي، إذا كنت على خط عرض 40 درجة، فسوف تقوم بإمالة الألواح إلى حوالي 40 درجة من أجل الحصول على متوسط ​​الطاقة الشمسية السنوية. ستوجه زاوية الميل هذه الألواح لتحسين درجة الشمس العالية في الصيف مع موازنة الشمس المنخفضة في الشتاء.

 للحصول على حل موسمي أكثر: من أجل تعزيز العائد السنوي، غالبًا ما يتم ضبط الميل ليكون أقل قليلاً من خط العرض. إذا تم إعطاء الأولوية للأداء في فصل الشتاء (لأن الشمس منخفضة)، فسيتم استخدام زاوية أكثر انحدارًا. إذا تم إعطاء الأولوية للأداء الصيفي، فإن الزاوية الضحلة ستعمل في النهاية بشكل أفضل. يتم تثبيت معظم أنظمة الأسطح السكنية الثابتة بزاوية ميل واحدة محسنة توفر أفضل توافق على مدار العام-.

تحدد العلاقة بين الميل والسمت كفاءة النظام وقيمته. وحتى الاختلاف الطفيف عن الحد الأقصى المفترض سيكون له تأثير يمكن حسابه. وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، فإن المصفوفة المواجهة للجنوب-عند ميلها الأمثل تولد 100% من إمكاناتها الإنتاجية. في المقابل، إذا كنت تواجه الجنوب الشرقي أو الجنوب الغربي، فستكون أقل بنسبة 5-8% من خط الأساس، وهو المصفوفة المواجهة للجنوب-. سيؤدي النظام الموجه نحو-الشرق أو{12}}الغرب إلى حدوث تأثيرات مماثلة إلى حد معقول تبلغ حوالي 10-15%. إذا كنت تواجه الشمال داخل نصف الكرة الشمالي، فسوف تتكبد خسارة تزيد عن 30% أقل من إمكانات الإنتاج للإمالة المثالية.

هذه الخسائر ليست نظرية. سوف يتكبدون الخسارة المحققة. على سبيل المثال، على الرغم من خسارة 15%، سيكون لديك كهرباء أقل بنسبة 15% لتشغيل جهازك، أو كهرباء أقل في النظام قد تكون مؤهلاً لبيعها مرة أخرى إلى الشبكة، مما سيزيد من استردادك لهذا الاستثمار.