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Sonnenkollektor Energieverlust-Rechner
Änderungen des Wirkungsgrads und der Energieerträge von PV-Anlagen in Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Photovoltaik-Paneele
Methodik
Methodik des Energieverlust-Rechners
Die Bestimmung der Ausrichtung der Paneele im Verhältnis zur Sonne ist bei der Planung von Photovoltaikanlagen von entscheidender Bedeutung. Das Solarmodul erzeugt die meiste Energie, wenn die Sonnenstrahlen senkrecht auf seine Oberfläche fallen. Je besser der Standort, die Ausrichtung und der Winkel der Solarmodule sind, desto höher sind ihr Wirkungsgrad und ihre Energieerträge. Und damit auch die Einsparungen für den Kunden.
In den polnischen Breitengraden ist die optimale Positionierung der Solarmodule eine Ausrichtung nach Süden mit einer Neigung von etwa 35 Grad. In der Tat ist es nicht immer möglich, die Anlage auf diese Weise auszurichten. Bitte beachten Sie, dass unsere Kunden nicht immer nach Süden ausgerichtete Dächer haben. Kann die Anlage also auch auf einem anders ausgerichteten Dach installiert werden?
Die folgende Tabelle zeigt den prozentualen Anteil der Sonneneinstrahlung, der die Oberfläche erreicht, abhängig vom Winkel der Paneele (vertikale Achse) und dem Azimut (horizontale Achse).
Wie Sie sehen, verursachen nach Südosten und Südwesten ausgerichtete Fotovoltaikanlagen geringe (1-2%) Verluste bei der Stromerzeugung.
Methodik
Je besser der Standort, die Ausrichtung und der Winkel der Solarmodule, Je höher ihre Effizienz und Energieerträge sind. Und als Ergebnis auch größere Einsparungen für den Kunden.
Bei der Planung von Anlagen, die nicht nach Süden ausgerichtet sind, besteht die beste Lösung darin, die Anlage gleichmäßig auf zwei Hänge zu verteilen und die Größe der Anlage leicht zu überdimensionieren, damit die tatsächlichen Werte der von der Photovoltaikanlage erzeugten Energie dem tatsächlichen Bedarf des Betriebs entsprechen. Bei einer solchen Auslegung der Anlage kann auch ein Wechselrichter mit einer geringeren Leistung gewählt werden, was zu erheblichen Einsparungen führt.
Boden-, Flach- oder Schrägdach-Solarmodule in der nördlichen Hemisphäre werden immer nach Süden geneigt, um die Strahlungsmenge zu maximieren, die ihre Oberfläche während des Tages erreicht. Der Winkel, in dem die PV-Module abgelenkt werden, hängt von mehreren Faktoren ab:
- Breitengrad
- Zeitraum des Jahres, in dem die PV-Anlage betrieben werden soll
- Verfügbarer Einbauraum.
Im südlichen Teil des Landes beträgt die optimale Neigung der Platten etwa 20-40 Grad, im Norden - 30-45 Grad. Es ist jedoch zu bedenken, dass es keinen optimalen Neigungswinkel gibt - er variiert je nach Jahreszeit. Im Sommer ist die Sonneneinstrahlung viel stärker als im Winter. Wenn wir den Strom nur im Sommer nutzen wollen (z. B. in einem Sommerhaus am See), sollte die Anlage in einem Winkel von 10-15 Grad geneigt sein. Um Gebäude nur im Winter zu versorgen, sollte der Neigungswinkel 60 Grad betragen, wie in der Abbildung dargestellt.
Beispiel
Beispiel
Um das Problem zu analysieren, haben wir in der EasySolar-App die Erträge der nach Süden ausgerichteten 15,8-kWp-Photovoltaikanlage für verschiedene Winkel der Module simuliert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Auf der Grundlage der obigen Simulation haben wir eine Berechnung der Stromverluste im Verhältnis zur Produktion für das Konto der optimalen Panelneigung erstellt.
Wie wir sehen, erreichen die Werte der jährlichen Gesamterzeugung ihren größten Wert bei einem Neigungswinkel von 35 Grad. Eine Neigung von 30-40 Grad führt jedoch nicht zu hohen Verlusten bei der jährlichen Gesamtproduktion. Das Diagramm zeigt jedoch deutlich die ungünstigen Auswirkungen eines Neigungswinkels von weniger als 20 Grad und mehr als 60 Grad, wo die Verluste bei den Energieerträgen bereits 1 MWh pro Jahr übersteigen.
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