Ориентация солнечных панелей, слежение за солнцем, угол наклона солнечных батарей
Солнечные панели наиболее эффективно работают, когда они направлены на солнце и их поверхность перпендикулярна солнечным лучам. Как определить такое положение солнечных батарей, при котором они будут вырабатывать максимальное количество энергии за день? Какая ориентация солнечных панелей самая лучшая?
- 1 Потери выработки вследствие отражения (в % к перпендикулярному направлению на модуль)
- 2 Пример
- 3
Зависимость выработки солнечных батарей от направления на Солнце
- 3.1 Распределение генерации солнечной электростанции по месяцам года
Солнце двигается по небу с востока на запад. Положение Солнца на небосклоне определяется 2-мя координатами — склонением и азимутом.
Следует также учитывать, что направление на магнитный юг (т.е. по компасу) не всегда совпадает с направлением на настоящий юг. Существуют истинный и магнитный полюсы, не совпадающие между собой. Соответственно этому есть истинный и магнитный меридианы. И от того и от другого можно отсчитывать направление на нужный предмет. В одном случае мы будем иметь дело с истинным азимутом, в другом — с магнитным. Истинный азимут — это угол между истинным (географическим) меридианом и направлением на данный предмет. Магнитный азимут —угол между магнитным меридианом и направлением на данный предмет. Понятно, что истинный и магнитный азимуты отличаются на ту же самую величину, на которую магнитный меридиан отличается от истинного. Эта величина называется магнитным склонением. Если стрелка компаса отклоняется от истинного меридиана к востоку, магнитное склонение называют восточным, если стрелка отклоняется к западу, склонение называют западным.
Вообще говоря, вариантов увеличить экспозицию солнечной батареи прямым солнечным лучам всего три:
Рекомендуем почитать по теме:
Руководство покупателя солнечных батарей
Основы фотоэнергетики
- Установка солнечных батарей на неподвижную конструкцию под оптимальным углом
- Установка на двухосный трекер (поворотную платформу, которая может вращаться за солнцем в двух плоскостях)
- Установка на одноосный трекер (платформа может изменять только одну ось, чаще всего – ту что отвечает за наклон)
У вариантов №2 и №3 есть свои преимущества (значительное увеличение времени работы солнечной батареи и какое-то увеличение выработки энергии), но есть и недостатки: более высокая цена, снижение надежности системы за счет введения движущихся элементов, необходимость дополнительного технического обслуживания и т.
п.). Мы рассмотрим целесообразность применения трекеров в отдельной статье, пока же будем говорить только о варианте №1 — неподвижная конструкция, или неподвижная конструкция с изменяемым углом наклона.
Солнечные панели обычно располагаются на крыше или поддерживающей конструкции в фиксированном положении и не могут следить за положением солнца в течение дня. Поэтому, обычно солнечные панели не находятся под оптимальным углом (90 градусов к солнечным лучам) в течение всего дня. Угол между горизонтальной плоскостью и солнечной панелью обычно называют углом наклона.
Вследствие движения Земли вокруг Солнца, имеют место также сезонные вариации. Зимой солнце не достигает того же угла, как летом. В идеале, солнечные панели должны располагаться летом более горизонтально, чем зимой. Поэтому угол наклона для работы летом выбирается меньше, чем для работы зимой. Если нет возможности менять угол наклона дважды в год, то панели должны располагаться по оптимальным углом, значение которого лежит где-то посередине между оптимальными углами для лета и зимы.
Для каждой широты есть свой оптимальный угол наклона панелей. Только для местностей около экватора солнечные панели должны располагаться почти горизонтально (но даже и там они устанавливаются под небольшим углом, чтобы дать дождям смывать грязь с солнечной батареи).
Обычно для весны и осени оптимальный угол наклона принимается равным значению широты местности. Для зимы к этому значению прибавляется 10-15 градусов, а летом от этого значения отнимается 10-15 градусов. Поэтому обычно рекомендуется менять дважды в год угол наклона с «летнего» на «зимний». Если такой возможности нет, то угол наклона выбирается примерно равным широте местности. Более того, угол наклона также зависит от широты местности. См. таблицу справа.
Зависимость выработки солнечной батареи от отклонения от направления на югПотери выработки вследствие отражения (в % к перпендикулярному направлению на модуль)
| 9 | 1. 2% |
| 18 | 4.9% |
| 40 | 19.0% |
| 45 | 29.0% |
Пример
Доля производства энергии фотоэлектрической системой при наклоне 45 градусов, для широты местности 52 градуса северной широты.| запад | юго-запад | юг | юго-восток | восток |
| 78% | 94% | 97% | 94% | 78% |
Выработка максимальна (100%) когда панели расположены под углом 36 градусов и ориентированы на юг. Как видно из таблицы, разница между направлениями на юг, юго-восток и юго-запад незначительна.
К примеру, летом оптимальный угол наклона составляет 30-40 градусов, а зимой – больше 70, в зависимости от широты местности.
Весной и осенью угол наклона имеет усредненное значение между значением угла для лета и зимы.
Для автономных систем оптимальный угол наклона зависит от месячного графика нагрузки, то есть если в данном месяце потребляется больше энергии, то угол наклона нужно выбирать оптимальным именно для этого месяца.
Оптимальный угол наклона для широты 52 градуса (северной широты) для соединенных с сетью систем составляет 36 градусов.
Таким образом, угол наклона солнечных батарей загородного дома в России в зависимости от региона будет примерно равным:
- Грозный, Махачкала, Сочи, Владивосток: 37-42° апрель-сентябрь, 62-67° октябрь-март;
- Астрахань, Волгоград, Ростов-на-Дону, Хабаровск: 42-47° апрель-сентябрь, 67-72° октябрь-март;
- Казань, Калининград, Калуга, Москва: 34-52° апрель-сентябрь, 73-78° октябрь-март и т.д.
Небольшие отклонения до 5 градусов от этого оптимума оказывают незначительный эффект на производительность модулей.
Зависимость выработки солнечных батарей от направления на Солнце
Ширина пучка солнечных лучей в зависимости от расположения Солнца.Расчёт количества солнечной энергии, получаемого солнечными панелями при падении солнечных лучей под углом, отличающимся от 90°, рассмотрим на следующем примере:
Пример: солнечные панели ориентированы на юг, без продольного наклона. Солнце светит с юго-востока. Линия, проведенная перпендикулярно между солнечными батареями и направлением на Солнце, имеет угол, равный 360/8=45 градусов.
Ширина одного пучка падающего солнечного излучения будет равна tan (|90-45|) / sin (|90-45|) = 1.41, и количество солнечной энергии, получаемое солнечными панелями, будет равно 1/1.41=71% от мощности, которая была бы получена, если Солнце светило точно с юга.
По данным наших украинских коллег, которые просчитали выработку энергии солнечными батареями при стационарном угле наклона, при изменении угла наклона 4 и 12 раз в год на широте местности, соответствующей нашим южным регионам, разница в выработке составляет менее 3%.
Разница в выработке энергии солнечной батареей при изменении угла наклона в течение года каждый месяц, каждый сезон и без изменения угла наклонаРаспределение генерации солнечной электростанции по месяцам года
Помесячная выработка солнечной электростанции и оптимальные углы наклона солнечных панелей для Украины и юга России (на широте примерно 45 с.ш.)Как видим, с апреля по сентябрь вырабатывается примерно 72% от общей генерации в течение года.
В зимние месяцы, когда склонение Солнца минимальное (ноябрь — февраль) вырабатывается всего 13% от общей годовой генерации. В более северных широтах, например в Московской области, разница будет еще больше.
Поэтому мы рекомендуем для сетевых СЭС устанавливать солнечные батареи под углом, оптимальным для весенней генерации (около 36-39 градусов), при этом выработкой в зимние месяцы можно даже пренебречь и не чистить солнечные батареи от снега.
Для автономных систем, когда зимой нужно хотя бы немного энергии от Солнца, мы рекомендуем менять угол наклона дважды в год — весной и осенью. При этом для зимних месяцев можно устанавливать модули под углом 70 градусов и больше, чтобы зимой на солнечных панелях снег не задерживался. Для лета можно выбрать угол наклона около 30 градусов. Для такого сезонного изменения вы можете использовать наши телескопические монтажные конструкции с изменяемым углом наклона 30-60 градусов.
Если в автономной системе нет возможности менять угол наклона, то мы рекомендуем устанавливать солнечные батареи под углом к горизонту, равным широте местности. Такая установка является оптимальной для автономных систем, требующих круглогодичной выработки энергии от солнечных батарей.
Хорошая статья, описывающая экспериментальные испытания выработки солнечных батарей, установленных под разным углом — Натурные испытания оптимального угла установки СБ, там же рассмотрен эффект очистки солнечных батарей, установленный под различным углом, от снега. Также, при установке солнечных батарей рядами, необходимо правильно рассчитывать межрядное расстояние между солнечными панелями. Как его рассчитать и онлайн-калькулятор есть в нашей статье «Расстояние между рядами солнечных модулей«
Eсли Вы столкнулись со сложностями во время выбора солнечных батарей, сетевых инверторов для вашей солнечной электростанции, или Вам нужна помощь по монтажу — пожалуйста обращайтесь в нам, наши инженеры смогут предложить оптимальный вариант.
Мы работаем на рынке солнечных батарей больше 18 лет, за это время накопили хороший опыт, и с удовольствием поможем Вам.
Мы работаем на рынке солнечных батарей больше 18 лет, за это время накопили хороший опыт, и с удовольствием поможем Вам.Эта статья прочитана 108359 раз(а)!
Продолжить чтение
Облачность и затенение
73
Влияние облачности и тени на выработку энергии солнечными панелями Только малая доля солнечного излучения достигает поверхности земли 1.прямая 2.поглощение 3.отражение 4.непрямая Солнечный свет проходит свой путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть свет а преломляется, а…Натурные испытания угла установки СБ
70
Оптимальный угол установки солнечной батареи для максимальной выработки энергии в северных широтах Очень часто владельцы солнечных батарей задаются вопросом – а под каким углом наклона их нужно устанавливать для того, чтобы получить максимальное количество энергии от солнечных панелей в нашем…Расстояние между рядами солнечных модулей: 6 шагов расчёта
63
Как определить оптимальное расстояние между рядами солнечных панелей? При расположении солнечных панелей рядами они могут затенять друг друга. Какое расстояние между рядами будет оптимальным? Для разных углов наклона солнечных батарей минимальное расстояние между рядами будет разным. Чем больше угол наклона…Монтажные системы для солнечных батарей
55
Каркасные системы для монтажа солнечных модулей При покупке солнечных модулей неизменно возникает вопрос о месте и способе их установки. В большинстве случаев фотоэлектрические модули устанавливаются на крышу. При этом модули не обязательно монтировать на крышу жилого дома, для этого подойдут…
Какое расстояние между рядами будет оптимальным? Для разных углов наклона солнечных батарей минимальное расстояние между рядами будет разным. Чем больше угол наклона…Оптимальный угол лестничного наклона и ширина марша лестницы на второй этаж
Любая лестница — не только дизайнерский элемент частного дома, но и сложное инженерное сооружение, выдерживающее заданные нагрузки и обеспечивающее удобство перемещения между этажами. Чтобы готовая конструкция отвечала данным требованиям, необходимо сделать правильный расчет ее крутизны. Она зависит от параметров и размеров помещения.
Оптимальный угол наклона для лестницы на второй этаж составляет 35°.
А оптимальная ширина марша 900-1000 мм. Каталог деревянных лестниц.
Основные требования к лестнице
Лестничные конструкции обладают рядом эксплуатационных свойств:
- Безопасностью;
- Надежностью;
- Долговечностью;
- Огнестойкостью;
- Прочностью;
- Удобством.
Чтобы лестница стала комфортной, дополнительно учитываются:
- Размер проступей, подступенков;
- Размерность шага;
- Наклон пролетов;
- Число шагов, необходимых для подъема или спуска.
Ширина марша и количество ступеней
Размерность ступеней выбирается так, чтобы стопа передвигающегося не спадала, не скользила, прочно стояла на поверхности. Высоты должно хватать для небольшого сгибания ноги. Если неверно рассчитать крутизну, движение по лестнице станет утомительным. Когда идущий достигает высшей точки, оставляется некоторое расстояние до его головы, следя при этом, чтобы туловище оставалось в вертикальном положении.
Ширина лестничного марша подбирается с учетом наличия свободного пространства и возможности подъема крупногабаритных предметов. Эта величина варьируется в пределах 90 — 110 см. Ширина 60 — 80 см не позволит выиграть в площади. Движение станет односторонним, что при большом количестве человек провоцирует заторы. Крупные вещи с первого на второй этаж придется заносить через окна или балкон.
Для среднестатистического человека комфортнее передвигаться по маршам с нечетным числом ступеней. Обычно их число составляет от 7 до 13. Подъем должен заканчиваться с той ноги, которой начинался. Длинный марш разбивают на пару частей, разделяющихся поворотными (забежными) ступенями или площадками.
Угол лестничного уклона влияет на комфортность спуска. Пологие лестницы неудобны для передвижения. Дополнительно придется делать больше ступеней, что увеличит трудоемкость монтажа.
Оптимальный градус уклона лестницы
Комфортнее ходить по менее наклонным конструкциям.
По нормам крутизна подъема лежит в пределах 30° — 45°. Самый оптимальный градус считается 35 — 40. Тогда получится добиться наилучшего сочетания удобства и компактности. Лестница не займет много места, будет комфортной и безопасной.
Увеличение крутизны подъема до 50° снизит нагрузку на несущие балки и уменьшит количество ступенек, но лестница станет менее удобной для использования. При этом глубина ступеней не должна быть меньше 270 мм, а высота 180 мм. В противном случае передвигаться по лестничной конструкции станет опасно.
Крутизна подъема от 26° до 30° комфортна для пожилых, детей. Обустраиваются такие конструкции на больших площадях. Если свободное место позволяет, заказывайте лестницу с крутизной подъема 26°. Тогда высота ступеней будет 15 см, а глубина — 30 см. В ограниченном пространстве можно увеличить крутизну подъема, а подлестничное пространство использовать в качестве кладовки и хранить сезонные вещи.
Наша компания “ЭТАЛОН ЛЕСТНИЦ” всегда соблюдает оптимальные параметры лестницы.
Благодаря собственному проектному отделу и большому опыту в изготовлении лестниц на заказ (более 1000 проектов), вы получаете качественную и удобную лестницу на долгие года. Официальная гарантия по договору от 2 лет.
Поделиться:
Калькулятор угла наклона солнечной панели
Используйте наш калькулятор угла наклона солнечной панели, чтобы найти лучший угол для ваших солнечных панелей.
Калькулятор угла наклона солнечной панели
Адрес, город или почтовый индекс
или
Ошибка: Не удалось определить ваше местоположение. Убедитесь, что службы определения местоположения включены в вашем браузере или в приложении браузера вашего телефона.
Ваш оптимальный круглогодичный угол наклона:
от горизонтали
Оптимальные углы наклона по сезонам:
Оптимальные углы наклона по месяцам:
Примечание: Чтобы дождь мог естественным образом очистить солнечные панели, установщики обычно ограничивают угол наклона до 10°.
Совет: Также ознакомьтесь с нашим калькулятором направления азимута солнечной панели, чтобы найти наилучшее направление для ваших солнечных панелей.
Лучший угол наклона солнечных панелей по почтовому индексу
Вот список лучших углов для солнечных панелей для 50 самых густонаселенных почтовых индексов в США.
Полный список: Лучший угол наклона солнечной панели по почтовому индексу
| Город | Штат | Почтовый индекс | Лучший круглогодичный угол наклона солнечной панели | Лучший угол наклона летней солнечной панели | Лучший угол наклона зимней солнечной панели | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Анахайм | CA | 92804 | 28,6° | 13,6° | 43,6° 9005 9 | |
| Антиохия | TN | 37013 | 29,7° | 14,7° | 44,7° | |
| Колокол | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Бронкс | Нью-Йорк | 10467 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Бронкс | Нью-Йорк | 10456 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11211 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11208 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11236 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11226 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11234 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11220 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11214 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11207 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Браунсвилл | TX | 78521 | 24,3° | 9,3° | 39,3° | |
| Чикаго | IL | 60629 | 32,3° | 17,3° | 47,3° | |
| Чикаго | IL | 60618 | 32,4° | 17,4° | 47,4° | |
| Чикаго | IL | 60632 | 32,3° | 17,3° | 47,3° | |
| Чино | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Corona | Нью-Йорк | 11368 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Кипарис | TX | 77433 | 26,6° | 11,6° | 41,6° | |
| Эль-Пасо | TX | 79936 | 27,6° | 12,6° | 42,6° | |
| Элмхерст | Нью-Йорк | 11373 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Фонтана | CA | 92335 | 28,8° | 13,8° | 43,8° | |
| Фонтана | CA | 92336 | 28,8° | 13,8° | 43,8° | |
| Фриско | TX | 75034 | 28,3° | 13,3° | 43,3° | |
| Гранд-Прери | TX | 75052 | 28,1° | 13,1° | 43,1° | |
| Хоторн | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Хьюстон | TX | 77084 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Кэти | TX | 77449 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Кэти | TX | 77494 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Лейквуд | Нью-Джерси | 08701 | 31,6° | 16,6° | 46,6° | |
| Лоуренсвилль | GA | 30043 | 28,7° | 13,7° | 43,7° | |
| Лонг-Бич | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Лос-Анджелес | Калифорния | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Лос-Анджелес | Калифорния | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| McKinney | TX | 75070 | 28,3° | 13,3° | 43,3° | |
| Нью-Йорк | Нью-Йорк | 10025 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Норуолк | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Пакоима | CA | 28,9° | 13,9° | 43,9° | ||
| Pearland | TX | 77584 | 26,4° | 11,4° | 41,4° | |
| Пфлюгервиль | TX | 78660 | 26,9° | 11,9° | 41,9° | |
| Питтсбург | CA | 94565 | 30,6° | 15,6° | 45,6° | |
| Риджвуд | Нью-Йорк | 11385 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Риверсайд | CA | 92503 | 28,7° | 13,7° | 43,7° | |
| Сан-Хуан | PR | 00926 | 19. 1° | 4,1° | 34,1° | |
| Южные ворота | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Статен-Айленд | Нью-Йорк | 10314 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Шугар Лэнд | TX | 77479 | 26,4° | 11,4° | 41,4° | |
| Сильмар | CA | 28,9° | 13,9° | 43,9° | ||
| Вестминстер | CA | 92683 | 28,6° | 13,6° | 43,6° |
Если вы не видите свой почтовый индекс в этом списке, просто введите его в калькулятор солнечного угла в верхней части этой страницы, чтобы найти идеальный угол наклона для вашего местоположения.
5 Методы расчета наклона солнечной панели
Вот 5 различных способов расчета оптимального угла наклона солнечной панели для вашего местоположения:
- Калькулятор угла наклона нашей солнечной панели
- Простые практические правила
- Электронная таблица Excel или Google Sheets
- Калькулятор PVWatts
- Формулы угла наклона Стэнфордской исследовательской группы
Давайте рассмотрим каждый путь шаг за шагом.
1. Калькулятор угла наклона солнечной панели
Прокрутите страницу вверх до нашего калькулятора угла наклона солнечной панели.
В поле введите адрес, город или почтовый индекс. Я живу в Атланте, штат Джорджия, поэтому я набрал в поле «Атланта».
Затем выберите свое местоположение из выпадающего списка. Я выбрал лучший результат: «Атланта, Джорджия, США».
Калькулятор рассчитает оптимальный круглогодичный угол наклона солнца (от горизонтали) для вашего местоположения. У меня 28,6°.
Прокрутите вниз, и вы увидите, что он также рассчитывает ваши лучшие углы наклона по сезонам и месяцам. Вот мои:
Кроме того, вы можете просто нажать «Использовать ваше текущее местоположение».
Затем нажмите «Разрешить», когда сайт попросит использовать ваше местоположение.
Калькулятор будет использовать ваше текущее местоположение для расчета оптимального угла наклона солнца.
Вот оно!
2. Простые практические правила
Не хотите возиться с расчетами наклона Солнца?
Вот 2 простых эмпирических правила для определения наилучшего угла наклона солнечной панели для вашего местоположения:
Полезное правило: Установите угол наклона солнечной панели равным вашей широте.
Сезонные корректировки: Вычтите 15° летом. Зимой прибавить 15°.
И если вы хотите регулировать свои солнечные батареи каждый месяц, вы можете просто регулировать их на 5 градусов каждый месяц – минимум в июне и максимум в декабре в соответствии с летним и зимним солнцестоянием для северного полушария (или наоборот). наоборот, если вы живете в южном полушарии).
Пример
Чтобы найти свою широту, я зашел на Карты Google. Затем я нажал на карту рядом с моим местоположением. (Для этого примера я просто щелкнул в центре Атланты.)
Как только я это сделал, я увидел координаты широты и долготы моего местоположения в нижней части карты. Первая цифра – моя широта.
Согласно картам Google, моя широта 33,7°.
Таким образом, используя эти правила большого пальца:
Мой оптимальный круглогодичный угол наклона: 33,7 °
Мои оптимальные углы наклона по сезону:
- Весна: 33,7 °
- Лето: 18,7°
- Падение: 33,7°
- Зима: 48,7°
Для сравнения, когда я ввожу свое местоположение в наш калькулятор в верхней части этой страницы, я получаю идеальный круглогодичный угол наклона 28,6°.
3. Электронная таблица Excel или Google Sheets
Вот бесплатная таблица для расчета идеального угла для ваших солнечных панелей:
Скопируйте электронную таблицу
Как сохранить собственную копию электронной таблицы
1. Нажмите «Копировать Электронная таблица” выше.
2. Нажмите “Создать копию” на следующем экране, чтобы сохранить копию таблицы на Google Диске. (Если вы не вошли в Google, вам сначала будет предложено войти в систему.)
3. При использовании Excel перейдите к Файл > Загрузить > Microsoft Excel (.xlsx) , чтобы загрузить электронную таблицу в виде файла Excel. Затем откройте его в Excel.
Теперь, когда у вас есть собственная копия, вот как ее использовать.
Как пользоваться электронной таблицей
1. Введите широту . В этом примере я только что ввел свое значение 33,7°.
2.
Найдите оптимальный круглогодичный угол наклона . Электронная таблица включает формулу, которая автоматически рассчитает угол на основе вашей широты.
3. Прокрутите вниз, чтобы найти оптимальные углы наклона для сезона и для месяца . Это сезонные и ежемесячные корректировки, основанные на простых практических правилах, упомянутых выше.
Примечание: Вам не нужно посылать мне запрос на разрешение редактирования для использования этой электронной таблицы. Просто сделайте копию, следуя инструкциям выше.
4. Калькулятор PVWatts
Калькулятор PVWatts — это калькулятор солнечной энергии, разработанный Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL).
Я считаю это золотым стандартом для оценки того, сколько солнечной энергии будет производить ваша система.
Как использовать PVWatts для определения оптимального угла наклона солнечной панели
1.
Введите свой адрес и нажмите «Перейти». Для этого примера я ввел адрес мэрии Атланты.
2. На странице данных о ресурсах солнечной энергии прокрутите вниз до карты, чтобы убедиться, что калькулятор нашел правильное местоположение. Если это так, нажмите «Перейти к системной информации». (Если этого не произошло, нажмите «Изменить местоположение» и повторите попытку.)
3. На странице «Информация о системе» поэкспериментируйте с различными значениями в поле «Наклон (градусы)», пока не найдете угол наклона, который генерирует наибольшее количество электроэнергии. Начните с ввода числа, затем нажмите «Перейти к результатам PVWatts». Я ввел «29» в качестве первого значения наклона.
Совет: Используйте наш калькулятор угла наклона солнечной панели в верхней части страницы, чтобы получить угол, который можно использовать в качестве отправной точки в PVWatts. Я сделал это и получил 28,6°, которые я округлил до 29°.
4. Запишите предполагаемую производительность системы.
В 29° наклона, эта солнечная энергетическая система в моем местоположении будет генерировать примерно 5 809 кВтч в год.
5. Вернитесь на страницу «Информация о системе» и изменяйте число наклона вверх и вниз с шагом 1, пока не найдете угол наклона, при котором в вашем местоположении генерируется наибольшее количество солнечной энергии. Перепробовав много разных значений, я обнаружил, что 31° и 32° — оптимальные углы наклона для меня в течение всего года — оба они будут генерировать примерно 5814 кВтч в год.
Примечание: В настоящее время калькулятор PVWatts не может просто указать оптимальный угол наклона. Вам просто придется использовать метод проб и ошибок. Кроме того, калькулятор не дает возможности вводить сезонные или ежемесячные корректировки угла наклона.
H/T — The Solar Nerd, чья статья научила меня этому методу расчета наклона Солнца.
5. Формула угла наклона Стэнфордской исследовательской группы
Наш калькулятор наклона солнечной панели основан на исследовательской работе Стэнфордского университета.
Исследователи, стоящие за ним, проанализировали оптимальные углы наклона солнечных лучей для всех стран мира, используя PVWatts. Затем они создали две формулы для расчета оптимального угла PV с фиксированным наклоном для любого заданного местоположения в зависимости от широты.
Что это за волшебные формулы, спросите вы?
Если вы живете в северном полушарии (широта > 0):
Оптимальный угол наклона (северное полушарие) = 1,3793 + Φ(1,2011 + Φ(-0,014404 + Φ0,000080509)) 9 0938(Φ = широта )
Если вы живете в южном полушарии (широта < 0):
Оптимальный угол наклона (южное полушарие) = -0,41657 + Φ(1,4216 + Φ(0,024051 + Φ0,00021828))(Φ = широта )
Вот так:
Простой, подтвержденный исследованиями способ расчета оптимального угла наклона ваших солнечных батарей.
Примечание: Это формулы под капотом нашего калькулятора угла наклона солнечной панели в верхней части страницы.
Пример
Как я объяснил выше, я использовал Карты Google, чтобы найти свою широту.
При этом я узнал, что моя широта 33,7°.
Поскольку моя широта больше 0, я могу использовать первую формулу, приведенную выше, чтобы вычислить лучший угол наклона моей солнечной панели:
Мой оптимальный круглогодичный угол наклона = 1,3793 + Φ(1,2011 + Φ(-0,014404 + Φ0,000080509))Φ = 33,7°
Итак:
Мой оптимальный круглогодичный угол наклона = 1,3793 + (33,7 °)(1,2011 + (33,7°)(-0,014404 + (33,7°)0,000080509))После того, как я разобрал свой калькулятор (и быстро освежил в памяти порядок операций), я получил следующее:
Мой оптимальный круглогодичный угол наклона: 28,6°
(Поскольку наш калькулятор использует эти формулы, мы получили тот же ответ, что и наш калькулятор.)
Если я хочу настроить свои солнечные батареи сезонно или ежемесячно, я могу прибавлять и вычитать этот угол на основе эмпирических правил, описанных выше.
Больше Солнечные калькуляторы
- Калькулятор размера солнечной панели
- Калькулятор времени зарядки солнечной панели
- Калькулятор ампер-часов в ватт-часы
Ссылки
- Якобсон, М., Джадхав, В., 2018. Мировые оценки оптимальных углов наклона фотоэлектрических модулей и соотношения солнечного света, падающего на наклонные и гусеничные фотоэлектрические панели по сравнению с горизонтальными панелями. Солнечная энергия, 169 , 55–66.
Лучший угол для солнечных батарей: это не ваша широта
Исторически сложилось так, что советом для определения наилучшего угла для солнечных панелей было установить угол наклона равным вашей широте.
Использование широты является хорошим практическим правилом. Но мы также можем получить немного лучшие оценки угла наклона солнечной панели, используя бесплатные онлайн-инструменты.
Давайте начнем.
Рассчитайте лучший угол наклона солнечной панели для вашего местоположения
Но сначала:
Если вы не хотите возиться со всеми техническими деталями, вы можете просто использовать наш калькулятор угла наклона солнечной панели, чтобы рассчитать лучший угол наклона солнечной панели для вашего местоположения или почтового индекса.
Адрес, город или почтовый индекс
или
Ошибка: Не удалось определить ваше местоположение. Убедитесь, что службы определения местоположения включены в вашем браузере или в приложении браузера вашего телефона.
Ваш оптимальный круглогодичный угол наклона:
от горизонтали
Ваши оптимальные углы наклона по сезонам:
Ваши оптимальные углы наклона по месяцам:
Примечание: Чтобы дождь мог естественным образом очищать солнечные панели, установщики обычно ограничить угол наклона до 10°.
Примечания к калькулятору
- Этот калькулятор основан на паре математических формул, опубликованных в исследовательской статье 2018 года об оптимальных углах наклона фотоэлектрических модулей
- Согласно проведенному мной анализу, углы наклона, полученные по этим формулам, генерируют в среднем на 0,71 % больше энергии в течение года, чем угол наклона, равный вашей широте 9. 0767
0767Какой угол лучше всего подходит для солнечных батарей?
Самый распространенный ответ на этот вопрос — установить угол наклона ваших солнечных панелей равным вашей широте. Итак, если ваша широта равна 30°, вы должны установить угол наклона солнечной панели на 30° от горизонтали.
Мне было любопытно, насколько точно это эмпирическое правило, поэтому я провел анализ, сравнивая углы солнечных панелей, полученные из широты, с двумя альтернативными методами:
- Пара формул, опубликованных в исследовательской статье 2018 года
- Оптимальные углы наклона предоставлены Global Solar Atlas
Я обнаружил, что в среднем использование углов наклона, полученных из формул исследовательской работы, дает примерно на 0,71% больше энергии (в кВтч в год), чем использование широты. Углы наклона, обеспечиваемые Атласом, превзошли широту в среднем на 0,56%.
Итак, использование широты — отличное практическое правило. Но это не оптимальный угол наклона для солнечных батарей.
И в настоящее время бесплатные онлайн-инструменты позволяют легко рассчитать угол наклона солнечной панели, который немного превзойдет широту.
Давайте посмотрим, как использовать 3 из этих инструментов:
- Калькулятор угла наклона нашей солнечной панели
- Глобальный солнечный атлас
- PVВатт
1. Калькулятор угла наклона нашей солнечной панели
Поскольку формулы, приведенные в исследовательской работе, предлагают небольшое улучшение по сравнению с широтой, мы с другом решили написать бесплатный калькулятор угла наклона солнечной панели, который использует формулы для расчета оптимального угла для вашего местоположения.
Вот как это использовать.
1. Перейдите к нашему калькулятору угла наклона солнечной панели.
2. Введите местоположение, например город, адрес или почтовый индекс. Например, я набрал в поле «Хьюстон».
3. Выберите свое местоположение в результатах поиска.
Для этого примера я выбрал «Хьюстон, Техас, США».
4. Получите результаты. Как только вы выберете свое местоположение, калькулятор автоматически рассчитает оптимальный угол наклона солнечной панели. Согласно нашему калькулятору, лучший угол для солнечных батарей в Хьюстоне составляет 26,5° от горизонтали.
5. Прокрутите вниз, чтобы получить оптимальные углы наклона по сезонам и месяцам. Наш калькулятор также рассчитывает оптимальные углы наклона солнечных панелей по сезонам и месяцам, если вы хотите регулировать угол наклона своих панелей в течение года.
Готово!
Примечание: Я также сделал бесплатную версию этого калькулятора для электронных таблиц. Вы можете сделать свою собственную копию и использовать ее в Excel или Google Sheets.
2. Глобальный солнечный атлас
Глобальный солнечный атлас — бесплатная интерактивная карта, предоставленная Всемирным банком. У него есть солнечные данные, в том числе оптимальный угол наклона, почти для каждого места в мире.
Вот как его использовать, чтобы найти лучший угол наклона солнца для вашего местоположения.
1. Откройте Глобальный солнечный атлас.
2. Щелкните свое местоположение на карте. В этом примере я нажал на город Нью-Йорк. Когда вы нажимаете на свое местоположение, на панели «Информация о сайте» появляется список солнечной информации.
3. Найдите «Оптимальный наклон фотоэлектрических модулей» для вашего местоположения. Там вы увидите 2 числа. Для моего местоположения я вижу числа 35 и 180. Первое число — это оптимальный угол наклона для ваших солнечных батарей. Это означает, что мой оптимальный угол наклона составляет 35° от горизонтали. Второе число — это мой оптимальный азимутальный угол — направление, в котором я должен смотреть на свои солнечные панели, — выраженное в градусах по часовой стрелке с севера. Это означает, что оптимальный азимутальный угол моего местоположения составляет 180° по часовой стрелке с севера, то есть точно на юг.
Легко!
Глобальный солнечный атлас использует собственный набор данных для оценки оптимальных углов наклона, поэтому рекомендуемые углы наклона будут немного отличаться от значений, данных нашим калькулятором солнечного угла и другими калькуляторами солнечного излучения, такими как PVWatts. Кроме того, он не предусматривает сезонных или ежемесячных корректировок.
3. PVWatts
PVWatts — это бесплатный калькулятор солнечной энергии, созданный Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии. Он менее удобен для пользователя, чем первые два варианта, но может дать вам наилучшую оценку оптимального угла наклона солнечной панели для вашего местоположения.
Вот как с его помощью найти наилучший угол для ваших солнечных батарей:
1. Перейдите на страницу PVWatts.
2. Введите свое местоположение в строку поиска и нажмите «Перейти». Для этого примера я просто набрал «Денвер, Колорадо».
3. На странице данных о ресурсах солнечной энергии прокрутите вниз до карты, чтобы убедиться, что PVWatts выбрал правильное местоположение. Если это не так, нажмите кнопку «Назад» и введите более конкретное местоположение.
4. Подтвердив правильность местоположения, прокрутите вверх и нажмите «Перейти к информации о системе».
5. Введите угол наклона в поле «Наклон (градусы)» и нажмите «Перейти к результатам PVWatts». Денвер находится примерно на 40° широты, поэтому я возьму 40 в качестве начального значения. Для всех других входных данных, таких как размер системы постоянного тока и потери в системе, вы можете просто оставить их значения по умолчанию.
6. Запишите ожидаемую выходную мощность системы при этом угле наклона. При наклоне 40° ожидаемая выходная мощность моей системы составляет 6 496 кВтч в год.
7. Вернитесь на страницу «Информация о системе» и поэкспериментируйте с различными углами наклона, пока не найдете угол, обеспечивающий максимальную выходную мощность.
Попробовав несколько разных углов, я обнаружил, что 32° и 33° являются оптимальными углами наклона для солнечной энергосистемы в Денвере. Любой из них максимизирует годовую выходную мощность системы.
PVWatts также разбивает предполагаемую выходную мощность по месяцам. Таким образом, если вы хотите оптимизировать свои сезонные или ежемесячные углы наклона, вы можете экспериментировать еще дальше, пока не найдете угол наклона, оптимизирующий выходную мощность для определенного месяца или сезона.
Лучший угол наклона солнечной панели по почтовому индексу
Вот список оптимальных углов наклона солнечных панелей для 50 самых густонаселенных почтовых индексов США.
Полный список: Лучший угол наклона солнечной панели по почтовому индексу
| Город | Штат | Почтовый индекс | Лучший круглогодичный угол наклона солнечной панели | Лучший угол наклона летней солнечной панели | Лучший угол наклона зимней солнечной панели | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Анахайм | Калифорния | 92804 | 28,6° | 13,6° | 43,6° | |
| Антиохия | TN | 37013 | 29,7° | 14,7° | 44,7° | |
| Колокол | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Бронкс | Нью-Йорк | 10467 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Бронкс | Нью-Йорк | 10456 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11211 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11208 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11236 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11226 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11234 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11220 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11214 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Бруклин | Нью-Йорк | 11207 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Браунсвилл | TX | 78521 | 24,3° | 9,3° | 39,3° | |
| Чикаго | IL | 60629 | 32,3° | 17,3° | 47,3° | |
| Чикаго | IL | 60618 | 32,4° | 17,4° | 47,4° | |
| Чикаго | IL | 60632 | 32,3° | 17,3° | 47,3° | |
| Чино | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Corona | Нью-Йорк | 11368 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Кипарис | TX | 77433 | 26,6° | 11,6° | 41,6° | |
| Эль-Пасо | TX | 79936 | 27,6° | 12,6° | 42,6° | |
| Элмхерст | Нью-Йорк | 11373 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Фонтана | CA | 92335 | 28,8° | 13,8° | 43,8° | |
| Фонтана | CA | 92336 | 28,8° | 13,8° | 43,8° | |
| Фриско | TX | 75034 | 28,3° | 13,3° | 43,3° | |
| Гранд-Прери | TX | 75052 | 28,1° | 13,1° | 43,1° | |
| Хоторн | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Хьюстон | TX | 77084 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Кэти | TX | 77449 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Кэти | TX | 77494 | 26,5° | 11,5° | 41,5° | |
| Лейквуд | Нью-Джерси | 08701 | 31,6° | 16,6° | 46,6° | |
| Лоуренсвилль | GA | 30043 | 28,7° | 13,7° | 43,7° | |
| Лонг-Бич | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Лос-Анджелес | Калифорния | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Лос-Анджелес | Калифорния | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| McKinney | TX | 75070 | 28,3° | 13,3° | 43,3° | |
| Нью-Йорк | Нью-Йорк | 10025 | 31,9° | 16,9° | 46,9° | |
| Норуолк | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Пакоима | CA | 28,9° | 13,9° | 43,9° | ||
| Pearland | TX | 77584 | 26,4° | 11,4° | 41,4° | |
| Пфлюгервиль | TX | 78660 | 26,9° | 11,9° | 41,9° | |
| Питтсбург | CA | 94565 | 30,6° | 15,6° | 45,6° | |
| Риджвуд | Нью-Йорк | 11385 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Риверсайд | CA | 92503 | 28,7° | 13,7° | 43,7° | |
| Сан-Хуан | PR | 00926 | 19,1° | 4,1° | 34,1° | |
| Южные ворота | CA | 28,7° | 13,7° | 43,7° | ||
| Статен-Айленд | Нью-Йорк | 10314 | 31,8° | 16,8° | 46,8° | |
| Шугар Ленд | Техас | 77479 | 26,4° | 11,4° | 41,4° | |
| Sylmar | CA | 28,9° | 13,9° | 43,9° | ||
| Вестминстер | CA | 92683 | 28,6° | 13,6° | 43,6° |
Если вы не видите свой почтовый индекс в этом списке, вы можете просмотреть наш полный список из более чем 800 почтовых индексов, ссылка на который приведена выше в этой таблице.