Определение оптимального угла наклона солнечных батарей фотоэлектрической системы

Аннотация

Представлена методика для оптимизации угла наклона солнечных панелей фотоэлектрических систем с учётом изменения природно-климатических условий. На основании базовых положений системных энергетических исследований сформирован ряд требований к предлагаемому подходу. Описана идея и основные этапы алгоритма с приведением основных формул для пересчёта прямой солнечной радиации с горизонтальной на наклонную поверхность. Методика основана на многолетних метеорологических рядах, находящихся в открытом доступе. Эти ряды автоматически обрабатываются, и рассчитываются значения прямой, рассеянной и суммарной солнечной радиации. В работе формируются данные типичного метеорологического года. Все расчёты выполняются на программно-вычислительном комплексе "Локальный анализ параметров окружающей среды и солнечной радиации", разработанного в ИСЭМ СО РАН. В качестве объекта исследования выбрана автономная энергетическая система "Толон" (Ленский район, Республика Якутия). Для территории, на которой расположена система, сформирован массив данных типичного метеорологического года с использованием ретроспективных природно-климатических данных формата FM 12 Synop. Оптимизация угла наклона солнечных панелей показала следующие результаты: при стационарной установке солнечных панелей оптимальный угол составляет 55°; в случае использования конструкции с возможностью ручного регулирования угла наклона солнечных панелей оптимальные значения составляют 69° (осень/зима) и 50° (весна/лето). Предложенная методика может использоваться в различных научных и прикладных задачах.