Засенчване на слънчевите централи от линията на хоризонта

Информация за слънчевата радиация и слънчевата енергия. Теория, модели, калкулации, реални данни.

Модератори: Mateev, Admin

Засенчване на слънчевите централи от линията на хоризонта

Мнениеот Admin » 30.10.2007 05:06

Едно от най-сериозните изисквания при подбора на място за слънчева електроцентрала е наличието на чист хоризонт с цел избягването на евентуалните засенчванията. По-долу давам една опростена методика, с която всеки сам ще може с подръчни средства да определи какъв процент засенчвания има избраното от него място.

Точното замерване на хоризонта се прави с теодолит. Но това има смисъл чак на етап проектиране, и то само ако има съмнения за засенчвания, по-големи от 5%. На практика всеки може сам да си направи грубо замерване на хоризонта и с помощта на приложения xls файл да си изчисли засенчването с достатъчно голяма точност.

Груба преценка на засенчването:
1. Заставате с лице на юг. Ако нямате компас, изчаквате до около 12 часа зимно време или до около 13 часа лятно време и се обръщате по посока на слънцето.
2. Разпервате двете си ръце. Лявата ръка сочи изток, а дясната - запад.
3. Оглеждате изтока (+/- 30 градуса) за високи хълмове или планини. От там изгрява слънцето и даже сравнително ниски хълмове ще предизвикат някакво засенчване.
4. По същия начин оглеждате и запада (+/- 30 градуса). Там слънцето залязва и също трябва да няма възвишения.
5. Евентуални възвишения на юг не са чак толкова страшни, защото в тази посока слънцето е вече високо на небосклона.

Ако имате някакви съмнения за евентуални засенчвания, преминавате към малко по-точни замервания. Нуждаете се от компас (механичен или GPS), строителен нивелир и строителен ъгломер (може и най-обикновен триъгълник с ъгломер). С помощта на компаса определяте азимута. Чистия юг е на 180 градуса. Изтока е на 90 градуса, а запада - на 270 градуса. Вие трябва да направите замервания на височината на хоризонта през 5 или през 10 градуса, започвайки от 60 градуса по азимут и стигайки до 300 градуса. Височината на хоризонта в градуси се измерва с ъгломера, като предварително той е поставен на нивелира, за да се гарантира хоризонталната позиция. Резултатите се записват на хартия и след това се въвеждат в екселския файл. Ако мястото е квадратно или правоъгълно се правят замервания на хоризонта в четирите му ъгъла. Ако е триъгълно - в трите му върха. Ако е със сложна форма - правят се няколко заамервания по неговата периферия. За всяко едно замерване се изчислява процента на засенчване. Ако засенчването във всеки един от ъглите е по-малко от 3% - вие имате идеалното място. Ако е по-малко от 5% - вие имате нормално място, на което спокойно можете да изградите слънчева електроцентрала. Ако засенчването е в диапазона 5-10%, то мястото ви не е от най-добрите, но има смисъл да правите централа на него, ако е в собствения ви двор или на собствения ви покрив. Ако засенчването е над 10% - потърсете си друго място.

Трябва да се има в предвид, че под хоризонт се разбират не само отдалечените хълмове и планини, но и всяка друга преграда, като например дървета, стълбове на далекопровод, сгради, колове на огради и т.н.

Какво представлява екселския файл?
В него има 2 големи таблици, като първата съдържа готово изчислени данни, репрезентативни за територията на България. Дефакто изчисленията са правени за GPS координатите на Габрово, но тъй като България е малка, то погрешността за произволен друг град няма да надхвърли 0.1%. В таблицата е изчислен пътя на слънцето през цялата година, като небето е разделено на сектори с височина 1 градус и широчина 5 градуса. За всеки един сектор е изчислено какъв процент от годишната енергия се излъчва от него. С вашето замерване на хоризонта вие определяте дали вашата централа ще получи енергия от този сектор или той ще бъде засенчен от някоя преграда.

В жълтите полета на таблицата въвеждате ъглите на хоризонта от вашите замервания. Във втората голяма таблица се изчислява кои сектори са видими над хоризонта и кои - не. Има обаче една особенност. Ако даден сектор е засенчен, то неговата енергия не се нулира, а се прави 8 пъти по-слаба. По този начин се отчита нивото на дифузната радиация, която средно е около 8 пъти по-слаба от директната. Крайния резултат (процента на засенчване) се получава в десния край на табличката на хоризонта.

Трябва да се има в предвид следното: Данните за процентите на радиацията са за повърхност, перпендикулярна на слънцето. Това означава, че изчисленията за засенчването са репрезентативни само за слънчеви централи с 2-axis позиционери. При централи със статичен монтаж засенчването е по-голямо, защото лятно време слънцето изгрява и залязва зад модулите. При тази ситуация се губи енергията на всички сектори, които са с азимут, по-малък от 90 градуса и по-голям от 270 градуса (по-точно се губи директната радиация, но остава дифузната). А процентите във всички останали видими сектори се умножават с косинуса на ъгъла между линията на слънцето и перпендикуляра на панелите. Но това вече си е работа за друга екселска таблица, която ще я направя някой друг път, когато се поосвободя за 2-3 часа.

Засега е достатъчно да направите замерване по тази методика и да се убедите, че засенчването е по-малко от 5%.

ПС: Имайте в предвид, че данните в таблицата са изчислени с много висока точност. Годината е симулирана на дискрети от по 5 минути. Въпреки че виждате процентите само с 3 разряда зад десетичната точка, в действителност в клетките стоят стойности с поне 15 разряда. При това положение ако се постараете да направите точни замервания, ще получите процента на засенчване с много висока точност.
Прикачени файлове
HorizonV1.rar
Изчисляване на засенчването, предизвикано от хоризонта
(190.08 KiB) 1652 пъти
Аватар
Admin
Site Admin
 
Мнения: 207
Регистриран на: 27.08.2007 01:13
Местоположение: Габрово

Мнениеот gogo_mastera » 02.10.2008 12:08

Имам няколко въпроса относно засенчването и ориентирането на панелите при соларните паркове.

1 Как определяме разстоянието м-у отделните редове панели при соларен парк който не е на покрив а на терен , като приемем че терена е равен тоест (0 градуса),панелите са с предварително известни размери и сме определили ъгъла на панелите примерно 30-35 градуса спрямо хоризонта.То е ясно че колкото е по-голямо разтоянието толкова по-малко засенчвене ще има ама така пък се увеличава мястото което струва пари особенно като трябва да му се сменя предназначението.

2.Ако терена е с лек наклон от изток на запад трябва ли отделните панели също да се поставят под наклон или е по-добре да се строго хоризонтални (не говорим за ъгъла който е 30 35 градуса на юг),оказва ли това влияние върху производителността на панелите.

3.Няма ли някой специализиран софтуер които да прави симулации на всичките тия засенчвания.
gogo_mastera
 
Мнения: 24
Регистриран на: 25.09.2008 14:55

Мнениеот Mateev » 02.10.2008 13:30

За да определите междуредовото разстояние трябва да си нарисувате картинката, заедно със всички размери и ъгли. И после да посмятате малко тригонометрични уравнения. Определящото за всички сметки е ъгъла на слънцето на 21 декември в 12:00 часа на обяд. Този ъгъл се смята по време на одита и е персонален за всеки един клиент. Средно за страната е около 23 градуса. Вие можете да се презапасите и да направите сметките си на 22 или даже на 20 градуса.

Ако терена има наклони в дадена посока, те също влизат в сметките. Наклон на юг намалява междуредовото разстояние, а наклон на север го увеличава.

По света има няколко различни производителя на софтуер, с който се симулират всички соларни параметри на една централа. Ние работим с PV*SOL и PVSYST. И двата софтуера са платени. И двата софтуера отчитат хиляди фактори при планирането на една централа. И естествено и двата софтуера си имат силни и слаби страни. PVSYST e по-силен в соларните изчисления, а PV*SOL - във финансовите.
Аватар
Mateev
Site Admin
 
Мнения: 4406
Регистриран на: 11.09.2007 02:28
Местоположение: Габрово


Назад към Слънчева енергия

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 1 госта