You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Оптимальный угол наклона солнечных батарей

Продуктивность автономной солнечной электростанции зависит от правильности установки ее элементов. Один из таких – солнечная панель.

Немаловажным фактором является наклон, под которым устраивают фотоэлектрические панели. Солнечная батарея должна наклоняться под определенным углом. Но этот угол не может быть всегда одинаковым. Положение панелей должно меняться в зависимости от особенностей климата (количества солнечных дней в году), времени года, суток, погоды.

Есть и постоянные факторы, влияющие на угол наклона панелей, – географическая широта, место монтажа, период использования (если батарея работает не круглый год). Их тоже необходимо учитывать при установке солнечной энергосистемы, чтобы попытаться «выжать» максимум энергии из того, что предлагает вам бесплатный возобновляемый ресурс – солнце.

И если вмешаться в физические процессы устройств системы не представляется возможным, то на эффективность ее работы можно повлиять напрямую при помощи определенных знаний и простых человеческих усилий.

Нельзя увеличить КПД фотоэлементов, поскольку способность синтезировать ток из энергии солнечных лучей заложена в них производителем в определенной степени. Но человеку под силу создать наилучше условия для работы панелей.

Ориентир для выбора угла наклона панелей

Наиболее комфортная среда для эффективной выработки энергии солнечной панели – когда луч бьет прямо перпендикулярно с ясного неба. Хотя и облачность для солнца не такая уж существенная преграда. Лучи проникают даже сквозь облака. И задача владельца автономной системы состоит в том, чтобы обеспечить панелям положение максимальной производительности.

Главный ориентир в этом случае, безусловно, солнце. Его положение определяет не только время суток, но и сезон. Зимой и летом Солнце находится под разным наклоном относительно Земли. В летнее время лучи бьют по поверхности прямо, зимой – несколько горизонтально. Но и в межсезонье Солнце наклоняется относительно Земли под другим определенным углом.

При установке фотоэлектрических панелей необходимо ориентироваться хотя бы на сезонность лето/зима. Оптимальный для летнего времени года угол наклона – 30-40 градусов, для зимнего периода – 70 и более градусов. Нельзя не взять во внимание еще и такие параметры, как широта местности. Как определить угол наклона для местности с определенной географической широтой, смотрите в таблице.

Географическая широта

Угол наклона

0°-15°

15°

15°-25°

Равняется значению широты

25°-30°

+5°

30°-35°

+10°

35°-40°

+15°

Более 40°

+20°

При установке фотоэлектрических панелей под определенным наклоном необходимо учитывать и то, сколько потребуется энергии в определенном месяце. Если электричество будет потребляться в больших количествах, необходимо подобрать такой угол наклона, который обеспечит нужное количество энергии.

К примеру, в летний период энергии требуется меньше – дома не отапливаются, и мощные нагревательные приборы используются реже. Соответственно, угол наклона панелей может быть уменьшен. Зимой и в межсезонье количество потребителей резко возрастает. Поэтому есть смысл увеличить угол наклона панелей в сторону оптимального значения 90 градусов.

Установка солнечных панелей

В использовании солнечной батареи важен не только выбор модулей, но также их правильная установка. Положение панелей в частных домах и на дачах регулируют чаще всего вручную. Ведь для автоматической регулировки необходимо приобретать специальную конструкцию.

Использование солнечной батареи исключительно в определенное время года существенно сокращает частоту необходимой регулировки фотоэлектрических модулей. Тем не менее, в любом случае, отхождение от нормы 90 градусов (оптимальный угол падения солнечных лучей на поверхность панелей) чревато снижением выработки электроэнергии автономной системой.

Способы установки

Итак, монтировать солнечные панели можно тремя известными способами.

Неподвижная поверхность

На неподвижную поверхность – кровля, стены, фундамент, площадка возле дома. При этом панели можно сделать подвижными, изготовив самодельную конструкцию и закрепив модули с фотоэлементами таким образом, чтобы площадку крепления можно было поворачивать вручную.

Для изготовления самодельных конструкций применяют алюминиевые или железные профильные трубы. Чтобы такие изделия оказались стойкими и не падали под воздействием ветра, их закрепляют на бетонном фундаменте или креплениях из нержавеющей стали.

Трекеры

Это специальные конструкции с вращающимися осями. Оси могут вращаться в одной или двух плоскостях. Для изготовления трекеров применяют профиль из стали или алюминия.

Мобильные установки

Существуют также мобильные установки. Их главное преимущество – возможность транспортировки, небольшой вес. Мобильные конструкции можно сворачивать и разворачивать при необходимости. Такие установки могут быть, как трекеры, оснащены механизмом слежения за направлением солнечных лучей. Однако большой мощности от мобильных конструкций ожидать не стоит. Данный показатель ограничен небольшими габаритами и весом установки.

Самое оптимальное положение модуля – это положение, при котором солнечный луч падает на его поверхность под углом 90 градусов. Однако не всегда удается добиться такого эффекта. Постоянное положение панелей под углом 90 градусов к направлению солнца обеспечивают только дорогостоящие трекеры, которые имеют большой вес, требуют много дополнительного пространства и сами по себе тоже потребляют энергию. Такие поворотные конструкции следят за солнцем и обращают модули в нужную сторону под нужным углом автоматически.

Не каждый владелец частного дома, коттеджа или дачи может позволить себе покупку и содержание трекера. Поэтому основными местами монтажа солнечной батареи являются неподвижные конструкции.

При круглогодичном использовании солнечной батареи, когда фотомодули закреплены на статическую поверхность, избирают угол, средний по значению. То же самое делают, если используют автономную систему сезонно. Фотоэлектрические панели должны быть прочно закреплены и ориентированы на солнце.

Чем чаще происходит регулировка угла наклона фотоэлектрических модулей, тем эффективнее выработка энергии от солнечных лучей. Проще говоря, чем ближе угол между направлением солнца и рабочей поверхностью, тем быстрее аккумулятор накапливает нужный объем электрического тока.

Если вы не можете позволить себе постоянно регулировать положение панелей, направьте их в южную сторону и зафиксируйте под углом наклона с несущественными отклонениями по азимуту.

С использованием специального вращающегося трекера выработка энергии всегда будет 100%. Если не регулировать положение панелей, а просто выбрать оптимальное значение угла, производительность батареи составит 71%. При регулировке 2 раза в год эффективность будет примерно равна 75%. При регулировке 4 раза в год – 76%.

Установлено, что если регулировать наклон дважды в год, оптимальными датами для изменения положения панелей является 30 марта и 12 сентября. Для 4-разового регулирования наклона подходят даты 5 марта, 18 апреля, 24 августа и 7 октября.

Обратите внимание! Панели не должны затенять друг друга при изменении направления солнца. При установке высчитывайте расстояние между ними.

Расчеты угла наклона и эффективности работы панелей

Рассчитать оптимальное значение угла наклона можно следующими способами:

  1. Умножьте широту на 0,87. Такой расчет подойдет для широты до 25 градусов.

  2. Умножьте широту на 0,76 и прибавьте 3,1. Так вы получите оптимальное значение угла для местности с географической широтой 25-50 градусов.

Если солнечные панели вы уже установили, и сделали это без учета ориентира и определения угла наклона, то вы всегда можете оценить эффективность их работы и примерно высчитать возможные потери энергии. Для этого определите угол между перпендикулярно расположенным ориентиром модулей и линией направления на солнце. Затем примените формулу:

tan (|90-х|) / sin (|90-х|), где х – значение полученного угла.

Чтобы получить процент получаемой мощности, поделите 1 на полученное в расчетах значение.

Выполнить наиболее точные и правильные расчеты вам поможет только специалист. Если у вас возникнут вопросы или проблемы с выбором угла наклона солнечных панелей в Краснодаре и Краснодарском крае, обращайтесь, мы проконсультируем вас и окажем квалифицированную помощь в установке.