本文以表格和图表的形式显示了具有不同倾斜角度的太阳能电池板的太阳入射的结果。月平均太阳辐射暴露在不同的倾斜表面上,我们看到了太阳能电池板的倾斜度对相对于水平面的太阳辐射捕获的影响。
角度倾斜太阳能面板有了具有最佳角度的太阳辐射入射的定量值的知识,这些获得的数据对于制定光伏太阳辐射发生器项目的未来决策非常重要。
介绍
本文的目的是测试或传播具有最佳倾角的太阳能电池板的太阳入射的理论和实际发展,以捕获太阳辐射。
尽管确实有各种不同角度的地球表面上的太阳入射表和软件的出版物,但这是指可以找到太阳能电池板的位置的纬度。但是,对于那些对此类研究感兴趣的人,我们在文献中仍留有空白,以便找到太阳在地球表面入射的最佳倾斜角度。
太阳能电池板上太阳辐射的发生率取决于位置区域,全球系统中的位置(纬度),环境(晴朗,部分多云,多云),太阳季节(冬季,夏季)和倾斜度。本文将尝试解释在开发过程中干预数学参数的顺序干预,以计算角度来优化相对于水平面的太阳辐射捕获。
为了计算斜面上太阳辐射的估计值,将散射辐射分量与整体辐射分开(刘和乔丹各向同性模型)。
我们必须提到,在这项工作中,从直射辐射和漫射辐射的总和中获得了在倾斜平面上的总太阳辐射(未考虑反射辐射)
发展
地点:利马科马斯Sinchi Roca Park
纬度:-11.9233 N马尔斯:139在水平面上捕获的平均每月辐射量(kwh / m2 /天)从NASA气象空间站的数据中提取的数据
β | 一月 | 二月 | 海 | 年利率 | 可能 | 君 | 七月 | 八月 | 九月 | 华侨城 | 十一月 | DEC |
0℃ | 7.14 | 7.15 | 7.04 | 6.33 | 4.93 | 3.39 | 3.14 | 3.58 | 4.32 | 5.29 | 6.01 | 6.8 |
太阳入射角
考虑到除了具有相对于水平的倾斜角(β)之外,太阳能电池板还朝向地理北部。您可以计算太阳入射角,即法线表面与太阳光线之间的角度。可以从下面的三角方程计算出太阳角的比率。
Cosθ= cos(Ф-β).cosρ.cosω+ sin(Ф-β).senρ
θ=倾斜面板上直接太阳入射和水平太阳入射形成的角度。Ф=纬度β=倾角ρ=太阳倾角ω=太阳倾角
n =一年中的一天
360 *(284+ n)
ρ= 23.45 * Sen()
365
Ho =(24 /π)* Gon
Ho =到达水平表面投影大气的每月平均每日地外辐射。
Liu和Jordan的多项式模型
为了计算从太阳辐射接收到的太阳辐射贡献,它们是月平均日值。
模糊分量可以通过模糊分数(Hd / H)与清晰度指数(k)的回归曲线找到。可以通过Ht和Hd之差来计算直接分量。
HD / H = 1390 - 4,027k + 5,531k 2 - 3,108k 3
k =高/高
k =清晰度指数
Hd =来自天穹顶的漫反射每日辐射
H =每天在水平表面上的总辐射量
总辐射是倾斜表面上直接,漫反射和反射的太阳辐射的总和
Ht = HbRb + HdRd +HδRr
Hb =直接照射
Rb =与倾斜表面上的直接太阳辐射和水平表面上的直接辐射相关的因子。
Rd =与倾斜表面上的漫射太阳辐射和水平表面上的漫射辐射相关的因子。δ=周围区域的反射率
获得的结果
在水平面上以kw / m2为单位的不同倾斜角度(β)的平面上,从月平均辐射获得的结果的表。
β | 一月 | 二月 | 海
|
四月 | 可能 | 君 | 七月 | 八月 | 九月 | 十月 | 十一月 | 十二月 | 年度平均 |
0度 | 7.15 | 6.33 | 4.93 | 3.14 | 4.32 | 6.01 | 5.43 | ||||||
7.14 | 7.04 | 3.39 | 3.58 | 5.29 | 6.80 | ||||||||
第二名 | 7.20 | 7.17 | 7.01 | 6.24 | 4.83 | 3.32 | 3.09 | 3.54 | 4.29 | 5.29 | 6.05 | 6.87 | 5.41 |
第五名 | 7.29 | 7.20 | 6.95 | 6.10 | 4.67 | 3.22 | 3.00 | 3.47 | 4.25 | 5.29 | 6.10 | 6.96 | 5.38 |
第十名 | 7.39 | 7.19 | 6.81 | 5.84 | 4.39 | 3.03 | 2.85 | 3.33 | 4.15 | 5.26 | 6.15 | 7.08 | 5.29 |
15日 | 7.44 | 7.15 | 6.63 | 5.54 | 4.09 | 2.83 | 2.69 | 3.18 | 4.03 | 5.19 | 6.16 | 7.15 | 5.17 |
20日 | 7.44 | 7.05 | 6.41 | 5.20 | 3.76 | 2.62 | 2.51 | 3.01 | 3.88 | 5.09 | 6.14 | 7.17 | 5.02 |
25日 | 7.39 | 6.91 | 6.14 | 4.83 | 3.42 | 2.40 | 2.32 | 2.83 | 3.72 | 4.97 | 6.07 | 7.14 | 4.85 |
从图1中我们可以确定,影响倾斜平面的太阳辐射的轮廓根据太阳能电池板采用的倾斜角度而变化。
显示不同倾斜角度的太阳辐射。
图Nº2显示了从入射角表针对不同的倾斜角度得出的最小值,它们对应于7月。量化对于确定PV发电机每年可容纳的面板数量非常重要。
它显示了斜面上入射太阳辐射的最小值。
图3显示了最大数据值,该值对应于一月,其中倾斜表面上太阳辐射的入射量更大。这些数据的量化很重要,因为如果我们想在季节性期间产生光伏能源,则必须考虑到太阳入射最高的月份。
显示斜面上入射太阳辐射的最大值
结论
太阳能电池板的位置将取决于设计热能或光伏发电系统的功能。
在PV能源文献中,对于太阳能电池板的倾斜度有一个估算规则,即纬度+10º,在冬季月份将获得较大的辐射,而纬度-10º则将在夏季获得更大的辐射。 。
我们将不得不考虑并量化每年,季节性或非常短的太阳辐射捕获周期。通过分析表中获得的不同倾斜角度的数据,可以确认,对于年度太阳辐射捕获,最推荐的倾斜角度是0º,这是一个水平面。
在夏季期间,即12月,1月和2月,太阳入射在倾斜平面上:
β | 十二月 | 一月 | 二月 | 平均
(千瓦/平方米) |
0度 | 6.80 | 7.14 | 7.15 | 7.03 |
第二名 | 6.87 | 7.20 | 7.17 | 7.08 |
第五名 | 6.96 | 7.29 | 7.20 | 7.15 |
第十名 | 7.08 | 7.39 | 7.19 | 7.22 |
15日 | 7.15 | 7.44 | 7.15 | 7.25 |
20日 | 7.17 | 7.44 | 7.05 | 7.22 |
25日 | 7.14 | 7.39 | 6.91 | 7.15 |
朝北倾斜15°时,月平均太阳入射为7.25 kw / m2,这在水平面上比太阳入射高3%。
不建议使用样品(Lima Comas)的太阳辐射,因为一年中气候多云,仅在夏季,天空晴朗无云。但是,这种模型可以发现地球表面任何一点的太阳辐射,显然要考虑到环境的地理和气候因素。
参考书目
太阳能计算,Jose Javier Garcia-Badell。Lapetra技术和科学版,2003年。
估计斜面上入射的全球太阳辐射。埃雷迪亚大学物理系-哥斯达黎加
太阳能集热器表面的倾斜角度对入射辐射的研究工作影响。古巴能源。
研究工作,波哥大市的直接辐射模型,来自弗朗西斯科·何塞·德·卡尔达斯地区大学的实验数据,2004年。
哥伦比亚大学替代能源集团。
网站
全球太阳能图集:http://globalsolaratlas.info/
NASA地面气象和太阳能:https://eosweb.larc.nasa.gov/
地理坐标:http: //dateandtime.info/es/citycoordinates.php?id=3936456
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