განახლებადი ენერგიის მზარდი გლობალური მოთხოვნის გათვალისწინებით, ფოტოელექტრული (მზის) ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება, როგორც სუფთა ენერგიის მნიშვნელოვანი კომპონენტი. მკვლევარებისა და ინჟინრებისთვის მნიშვნელოვან საკითხად იქცა ფოტოელექტრული სისტემების მუშაობის ოპტიმიზაცია ენერგოეფექტურობის გასაუმჯობესებლად მათი მონტაჟის დროს. ბოლოდროინდელმა კვლევებმა შემოგვთავაზა სახურავის ფოტოელექტრული სისტემებისთვის ოპტიმალური დახრის კუთხეები და სიმაღლის სიმაღლეები, რაც ახალ იდეებს იძლევა ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.
ფოტოელექტრული სისტემების მუშაობაზე მოქმედი ფაქტორები
სახურავის ფოტოელექტრული სისტემის მუშაობაზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, რომელთაგან ყველაზე კრიტიკულია მზის რადიაციის კუთხე, გარემოს ტემპერატურა, მონტაჟის კუთხე და სიმაღლე. სხვადასხვა რეგიონში განათების პირობები, კლიმატის ცვლილება და სახურავის სტრუქტურა გავლენას ახდენს ფოტოელექტრული პანელების ენერგიის გამომუშავების ეფექტზე. ამ ფაქტორებს შორის, ფოტოელექტრული პანელების დახრის კუთხე და ჭერის სიმაღლე ორი მნიშვნელოვანი ცვლადია, რომლებიც პირდაპირ გავლენას ახდენს მათ სინათლის მიღებასა და სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობაზე.
ოპტიმალური დახრის კუთხე
კვლევებმა აჩვენა, რომ ფოტოელექტრული სისტემის ოპტიმალური დახრის კუთხე დამოკიდებულია არა მხოლოდ გეოგრაფიულ მდებარეობასა და სეზონურ ვარიაციებზე, არამედ მჭიდრო კავშირშია ადგილობრივ ამინდის პირობებთანაც. ზოგადად, ფოტოელექტრული პანელების დახრის კუთხე ახლოს უნდა იყოს ადგილობრივ განედთან, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მზისგან გამოსხივებული ენერგიის მაქსიმალური მიღება. ოპტიმალური დახრის კუთხის რეგულირება, როგორც წესი, შესაძლებელია სეზონის მიხედვით, რათა მოერგოს სხვადასხვა სეზონური სინათლის კუთხეებს.
ოპტიმიზაცია ზაფხულში და ზამთარში:
1. ზაფხულში, როდესაც მზე ზენიტთან ახლოსაა, ფოტოელექტრული პანელების დახრის კუთხე შეიძლება შესაბამისად შემცირდეს ინტენსიური პირდაპირი მზის სხივების უკეთ დასაჭერად.
2. ზამთარში მზის კუთხე უფრო დაბალია და დახრის კუთხის სათანადოდ გაზრდა უზრუნველყოფს, რომ ფოტოელექტრული პანელები მეტ მზის სინათლეს მიიღებენ.
გარდა ამისა, დადგინდა, რომ ფიქსირებული კუთხის დიზაინი (როგორც წესი, ფიქსირებული განედის კუთხესთან ახლოს) ზოგიერთ შემთხვევაში ასევე ძალიან ეფექტური ვარიანტია პრაქტიკული გამოყენებისთვის, რადგან ის ამარტივებს ინსტალაციის პროცესს და მაინც უზრუნველყოფს შედარებით სტაბილურ ენერგიის გამომუშავებას კლიმატური პირობების უმეტესობაში.
ოპტიმალური ოვერჰედის სიმაღლე
სახურავის ფოტოელექტრული სისტემის დიზაინის შექმნისას, ფოტოელექტრული პანელების სიმაღლე (ანუ ფოტოელექტრულ პანელებსა და სახურავს შორის მანძილი) ასევე მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რომელიც გავლენას ახდენს მისი ენერგიის გამომუშავების ეფექტურობაზე. სათანადო სიმაღლე აუმჯობესებს ფოტოელექტრული პანელების ვენტილაციას და ამცირებს სითბოს დაგროვებას, რითაც აუმჯობესებს სისტემის თერმულ მუშაობას. კვლევებმა აჩვენა, რომ როდესაც ფოტოელექტრულ პანელებსა და სახურავს შორის მანძილი იზრდება, სისტემას შეუძლია ეფექტურად შეამციროს ტემპერატურის მატება და ამით გააუმჯობესოს ეფექტურობა.
ვენტილაციის ეფექტი:
3. საკმარისი ჭერის სიმაღლის არარსებობის შემთხვევაში, ფოტოელექტრული პანელების მუშაობა შეიძლება შემცირდეს სითბოს დაგროვების გამო. ჭარბი ტემპერატურა შეამცირებს ფოტოელექტრული პანელების გარდაქმნის ეფექტურობას და შესაძლოა მათი მომსახურების ვადაც კი შეამციროს.
4. საზღვრის სიმაღლის გაზრდა ხელს უწყობს ფოტოელექტრული პანელების ქვეშ ჰაერის ცირკულაციის გაუმჯობესებას, სისტემის ტემპერატურის შემცირებას და ოპტიმალური სამუშაო პირობების შენარჩუნებას.
თუმცა, სახურავის სიმაღლის ზრდა ასევე ნიშნავს მშენებლობის უფრო მაღალ ხარჯებს და სივრცის უფრო მეტ მოთხოვნას. ამიტომ, შესაბამისი სახურავის სიმაღლის არჩევა უნდა იყოს დაბალანსებული ადგილობრივი კლიმატური პირობებისა და ფოტოელექტრული სისტემის სპეციფიკური დიზაინის შესაბამისად.
ექსპერიმენტები და მონაცემთა ანალიზი
ბოლოდროინდელმა კვლევებმა სახურავის კუთხეებისა და ჭერის სიმაღლეების სხვადასხვა კომბინაციის ექსპერიმენტების შედეგად გამოავლინა რამდენიმე ოპტიმიზირებული დიზაინის გადაწყვეტა. რამდენიმე რეგიონიდან ფაქტობრივი მონაცემების სიმულირებითა და ანალიზით, მკვლევარებმა დაასკვნეს:
5. ოპტიმალური დახრის კუთხე: ზოგადად, სახურავის ფოტოელექტრული სისტემის ოპტიმალური დახრის კუთხე ადგილობრივი განედის პლუს-მინუს 15 გრადუსის დიაპაზონშია. სპეციფიკური კორექტირება ოპტიმიზირებულია სეზონური ცვლილებების მიხედვით.
6. სახურავის ოპტიმალური სიმაღლე: სახურავის ფოტოელექტრული სისტემების უმეტესობისთვის, სახურავის ოპტიმალური სიმაღლე 10-დან 20 სანტიმეტრამდეა. ძალიან დაბალმა სიმაღლემ შეიძლება გამოიწვიოს სითბოს დაგროვება, ხოლო ძალიან მაღალმა სიმაღლემ შეიძლება გაზარდოს მონტაჟისა და მოვლა-პატრონობის ხარჯები.
დასკვნა
მზის ტექნოლოგიების უწყვეტ განვითარებასთან ერთად, მნიშვნელოვან საკითხად იქცა ფოტოელექტრული სისტემების ენერგიის გამომუშავების ეფექტურობის მაქსიმიზაციის გზები. ახალ კვლევაში შემოთავაზებული სახურავის ფოტოელექტრული სისტემების ოპტიმალური დახრის კუთხე და ზედა სიმაღლე უზრუნველყოფს თეორიულ ოპტიმიზაციის გადაწყვეტილებებს, რომლებიც ხელს უწყობს ფოტოელექტრული სისტემების საერთო ეფექტურობის კიდევ უფრო გაუმჯობესებას. მომავალში, ინტელექტუალური დიზაინისა და დიდი მონაცემების ტექნოლოგიების განვითარებით, მოსალოდნელია, რომ უფრო ზუსტი და პერსონალიზებული დიზაინის გზით, ჩვენ შევძლებთ ფოტოელექტრული ენერგიის უფრო ეფექტური და ეკონომიური გამოყენების მიღწევას.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 13 თებერვალი