تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحلیل شیب و آزیموت بهینه برای نصب پنل فتوولتاییک براساس تابش دریافتی خورشید در شهرستان کاشان

نویسندگان
1 پژوهشکده انرژی دانشگاه کاشان
2 دانشگاه خوارزمی
3 شهید بهشتی تهران
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، تعیین راستای استقرار و شیب بهینه برای نصب پنل فتوولتاییک در شهرستان کاشان می باشد که برای این منظور با استفاده از موقعیت جغرافیایی منطقه، روابط و مدل فیزیکی Masters Gilbert تابش دریافتی خورشید بر سطح پنل، محاسبه شد، نتایج این پژوهش نشان میدهد که میزان تابش دریافتی بر سطح کلکتور در راستای جنوب و در شیب های مختلف، در 64 درصد از مواقع سال، بیشتر از تابش روی سطح پنل نصب شده در راستای جنوب شرق یا غرب با زاویه شیب های مختلف است. بیشترین میزان تابش در آزیموت رو به جنوب در شیب 30 و 40 درجه می باشد، آزیموت جنوب شرقی-غربی (30 درجه) تقریبا شبیه به آزیموت جنوب است و تنها درراستای جنوب شرقی- غربی، در فصل تابستان، شیب های نزدیک به قائم، تابش بیشتری نسبت به جنوب دریافت می‌کنند. میزان تابش دریافتی بر سطح پنل در راستای جنوب شرقی- غربی (آزیموت 60 درجه) در شیب های مختلف در 87 درصد از مواقع سال بیشتر از تابش روی سطح پنل نصب شده در راستای شرق یا غرب (آزیموت 90 درجه) با زاویه شیب های مختلف است. با مقایسه نتایج ، مشخص می شود که راستای نصب پنل فتوولتاییک هر چه از جنوب به سمت شرق یا غرب تغییر کند، شدت تابش در روزهای سال کاهش بیشتری خواهد داشت، بیشترین بازده ی تولید انرژی فتوولتاییک در شهرستان کاشان در راستای رو به جنوب، و با زاویه نصب پنل فتوولتاییک 30 درجه نسبت به خط افق می باشد. همچنین
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal slope and azimuth analysis for photovoltaic panels based on solar radiation in Kashan

نویسندگان English

Ali Reza rahimi 1
Ali Reza Karbalaee doree 2
mohammad reza karbalaee 3
1 Assistant Professor of Energy Research Center, Kashan University, Iran
2 Ph.D. student of Climatology, University of Tehran, iran
3 Graduate student of laser
چکیده English

One of the most important parameters in maximal use of radiant energy is the proper deployment of photovoltaic. The purpose of this study was to determine the optimum setting and tilt for installing photovoltaic panel in Kashan city. For this purpose, using the Masters Gilbert physical relations and relationships, the radiation received on the surface of the panel is calculated. The results of this study indicate that the amount of radiation received on the collector's surface in the south and in different slopes, 64 percent of the time of year, is more than the radiation on the panel surface mounted in the direction of the southeast or west with different slope angles. The highest amount of radiation is in the Azimuth to the south at a gradient of 30 degrees and 40 degrees; Southwest Azimuth (30 degrees) is almost similar to the South Azimuth and only in the southeast west, in summer, glides near the verge, they receive more radiation than the south. The amount of radiation received on the surface of the panel in the direction of south east west (Azimuth 60 °) on different slopes in 87% of the year is greater than the radiation on the panel surface mounted east or west (90 ° azimuth) with different slope angles. By comparing the results, it turns out that the direction of the photovoltaic panel installation will change, as the south changes to the east or west, the intensity of radiation will decrease in the days of the year. The highest photovoltaic energy output in Kashan is in the direction to the south, and with the angle of installation of photovoltaic panel 30 degrees from the horizon line. The most suitable slope for mounting panels between 30 and 40 degrees was obtained from other slopes.

کلیدواژه‌ها English

slope
Azimuth
Solar Radiation
Kashan
Almorox, J., Hontoria, C., & Benito, M. (2011). Models for obtaining daily global solar radiation with measured air temperature data in Madrid (Spain). Applied Energy, 88(5), 1703-1709.
American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers.
Angstrom, A. “Solar and Terrestrial Radiation. Report to the International Commission for Solar Research on Actinometric Investigations of Solar and Atmospheric Radiation”, in Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 50, no.210 (1924), pp. 121-126
Arbab, H., Jazi, B., & Rezagholizadeh, M. (2009). A computer tracking system of solar dish with two-axis degree freedoms based on picture processing of bar shadow. Renewable Energy, 34(4), 1114-1118.
Bakirci, K. (2009). Correlations for estimation of daily global solar radiation with hours of bright sunshine in Turkey. Energy, 34(4), 485-501.
Benson, R. B., Paris, M. V., Sherry, J. E., & Justus, C. G. (1984). Estimation of daily and monthly direct, diffuse and global solar radiation from sunshine duration measurements. Solar energy, 32(4), 523-535.
Black, J. N., Bonython, C. W., & Prescott, J. A. (1954). Solar radiation and the duration of sunshine. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 80(344), 231-235.
Bristow, K. L., & Campbell, G. S. (1984). On the relationship between incoming solar radiation and daily maximum and minimum temperature. Agricultural and forest meteorology, 31(2), 159-166.
C.A. Gueymard, (2012). Clear-sky irradiance predictions for solar resource mapping and large-scale applications: Improved validation methodology and detailed performance analysis of 18 broadband radiative models, Solar Energy, Vol. 86, pp. 21452169-,
Glover, J., & McCulloch, J. S. G. (1958). The empirical relation between solar radiation and hours of sunshine. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 84(360), 172-175. Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied engineering in agriculture, 1(2), 96-99.
Liu, B.Y.H. and R.C. Jordan. “Daily Insolation on Surfaces Tilted Towards Equator”, in rans ASHRAE 67, (1961), pp. 526-541
Masters, G. M. (2013). Renewable and efficient electric power systems. John Wiley & Sons.Myers, D. R. (2013). Solar radiation: practical modeling for renewable
Threlkeld, J., & Jordan, R. (1958). Direct radiation available on clear days. ASHRAE Trans.;(United States), 64.
Rehman, S., & Mohandes, M. (2008). Artificial neural network estimation of global solar radiation using air temperature and relative humidity. Energy Policy, 36(2), 571-576.
Alizade, A. and Khalili, N. 2009. Estimation of angstrom coefficient and
Developing a regression equation for solar radiation estimation (case study: Mashhad). Journal of Water and Soil, Vol. 23(1): 229-238.