محاسبه جهت گیری و زاویه مناسب آرایه های پنل خورشیدی
جهت گیری(array azimuth angle) و زاویه پنل های خورشیدی(array tilt angle) در نیروگاه های فتوولتاییک از موارد بسیار مهمی است که در طراحی این نیروگاه ها باید به درستی انجام پذیرد . جهت و زاویه مناسب می تواند راندمان نیروگاه را در زمستان و تابستان ، در سطح بالایی نگه دارد . بطور کلی جهت گیری پنل های خورشیدی نسبت به خط استوا تعیین می گردند . بدین شکل که مناطق در نیمکره شمالی زمین به سمت جنوب و مناطق در نیمکره جنوبی زمین به سمت شمال جهت گیری می شوند . در کل جهت آرایه های پنل خورشیدی همواره رو به سوی پنجره خورشیدی (Solar window) خواهد بود . مختصر تعریفی که می توان از پنجره خورشیدی داشت این است که : پنجره خورشیدی طیف گردش خورشید را بین انقلاب های زمستانی و تابستانی مشخص می کند . در هر منطقه ای اختلاف زاویه ای بین بالاترین زاویه از تابش خورشید در انقلاب تابستانی (اول تیر ماه ) و انقلاب زمستانی (اول دی ماه) 47 درجه می باشد . به تصاویر زیر دقت کنید :
این تصاویر مسیر حرکت خورشید را نسبت به خط استوا (Equator) و راس السرطان (Tropic of Cancer) نشان می دهند
اکنون پس از تعاریف بالا نتیجه می گیریم که در مناطق ایران جهت گیری آرایه های پنل خورشیدی رو به جنوب است .
زاویه مناسب آرایه های پنل خورشیدی
پس از تعیین جهت مناسب برای نصب پنل های خورشیدی اکنون به زاویه مناسب آنها می رسیم . فرمول کلی که می توانیم زاویه تابش خورشید را نسبت به افق پیدا کنیم بصورت زیر تعریف می شود :
برای مناطق نیمکره شمالی در انقلاب زمستانی
90 – N Latitude + (-23.45) =a
برای مناطق نیمکره شمالی در انقلاب تابستانی
90 – N Latitude + (+23.45) =b
مشخص است که در انقلاب تابستانی خورشید عمود بر راس السرطان و در انقلاب زمستانی خورشید عمود بر .راس الجدی می باشد
عدد a در واقع همان زاویه ایست که خورشید نسبت به افق در زمستان دارد و عدد b زاویه تابش خورشید در تابستان نسبت به خط افق می باشد .
با جمع دو عدد a , b و بدست آوردن مقدار میانگین زاویه مناسب پنل های خورشیدی در زمستان بدست می آید و با تفریق a ,b و بدست آوردن آنها زاویه مناسب برای تابستان بدست می آید . بدیهی است برای سازه های ثابت به خصوص در نیروگاههای آفگرید زاویه مناسب در زمستان در اولویت می باشد .
با جمع بندی توضیحات بالا می توان عنوان نمود که اگر عرض جغرافیایی را با 15 جمع کنیم زاویه مناسب زمستان و اگر آن را از 15 کسر کنیم عدد مناسب زاویه پنل های خورشیدی در تابستان بدست می آید که همانطور که اشاره شد بهتر است زاویه مناسب در زمستان برای سازه های ثابت در اولویت باشد .
آنچه که بیان شد مختصری از توضیح جهت گیری و زاویه مناسب برای پنل های خورشیدی می باشد ولی سایه اندازی اجسام ممکن است طراحان و متخصصان نصب را دچار مشکل سازد و در مواردی بنا به تشخیص کارشناس جهت گیری و زاویه مناسب لزوما از مواردی که گفته شد تبعیت نمی کند . وزش طوفان ها و باد های پر سرعت در مناطق مستعد ، می تواند از عواملی باشد که زاویه مناسب پنل ها را دستخوش تغییرات اجباری از سوی کارشناس نصب نماید .