Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych i paneli fotowoltaicznych

• Autorzy: Żukowski M.

Warianty tytułu

EN

The Optimal Tilt Angle of Solar Collectors and Photovoltaic Panels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W celu uzyskania maksymalnej ilości ciepła w wyniku konwersji energii promieniowania słonecznego padającego na kolektor należy zastosować orientację południową oraz optymalny kąt nachylenia βopt. W artykule przedstawiono metodę wyznaczania tej właśnie wartości, która polega na określeniu natężenia promieniowania słonecznego padającego na płaszczyznę płaską ,jako funkcji kąta jej ustawienia w okresie całego roku. W tym celu wykonano szereg symulacji komputerowych przy użyciu pakietu oprogramowania EnergyPlus. Uzyskane rezultaty poddano aproksymacji funkcjami wielomianowymi. Następnie, porównując pierwszą pochodną do zera wyznaczono ekstrema tych funkcji, które stanowiły optymalną wartość kąta nachylenia kolektorów słonecznych lub paneli fotowoltaicznych. W artykule zamieszczono przykład obliczenia βopt na podstawie bazy danych promieniowania słonecznego stacji meteorologicznej w Białymstoku.

EN

In order to obtain the maximum amount of heat energy from the conversion of solar radiation incident on the collector to be applied the southern orientation and optimal slope angle βopt. The paper presents a method of obtaining this value. The method consists in determining the intensity of solar radiation incident on a flat plane as a function of the tilt angle during the entire year of operation. For this purpose number of computer simulations have been executed using the software package EnergyPlus. Obtained in this way results have been approximated using polynomial functions. Then, by comparing the first derivative to zero, it has been determined the extremes of these functions, which constitute the optimum value of the tilt angle of solar collectors or photovoltaic panels. The paper includes example of calculating the βopt value on the basis of solar radiation data from meteorological station located in Białystok.

Słowa kluczowe

PL

kolektor słoneczny; panel fotowoltaiczny; promieniowanie słoneczne; optymalny kąt nachylenia

EN

solar collector; photovoltaic panel; solar radiation; optimal tilt angle

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 45, nr 9
• Strony: 335--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr.

Twórcy

autor

Żukowski M.

• Katedra Ciepłownictwa, Politechnika Białostocka

Bibliografia

• [1] Benghanem M.: Optimization of tilt angle for solar panel: Case study for Madinah, Saudi Arabia. Applied Energy 88 (2011) 1427-1433
• [2] Yadav A.K., Chandel S.S.: Tilt angle optimization to maximize incident solar radiation: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 23 (2013) 503-513
• [3] Duffie J.A., Beckman W.A.: Solar Engineering ofThermal Processes. Second Edition, Wiley-Interscience, New York, 1991
• [4] Elminir H.K., Ghitas A.E., F El-Hussainy, Hamid R., Beheary M.M., Abdel-Moneim K.M.: Optimum solar flat plate collector slope: case study for Helwan.Egypt. Energy Conversion and Management 47 (2006) 624-37
• [5] Heywood H.: Operating experience with solar water heating. IHVE Journal 39 (1971) 63-9
• [6] Lunde P.J.: Solar thermal engineering: space heating and hot water systems. John Wiley & Sons, New York, 1980
• [7] Chinnery D.N.W.: Solar water heating in South Africa. CSIR report 248 (1971) 44
• [8] Kern J., Harris I.: On the optimum tilt of a solar collector. Solar Energy 17 (1975) 97-102
• [9] Löf G.O.G., Tybout R.A.: Cost of house heating with solar energy. Solar Energy 14 (1973) 253-78
• [10] Garg H.R: Treatise on solar energy. Fundamentals of solar energy, vol. I. John Wiley & Sons New York, 1982
• [11] Hottel H.C.: Performance of flat-plate energy collectors. Space Heating with Solar Energy, Proceedings of a course symposium. MIT Press, Cambridge, 1954
• [12] Yellott H.: Utilization of sun and sky radiation for heating cooling of buildings. ASHRAE Journal 15 (1973) 31-42
• [13] ASHRAE Standard 96-1980 (RA 89): Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Unglazed Flat-Plate Liquid-Type Solar Collectors. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1989
• [14] ASHRAE Standard 93-1986 (RA 91): Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1991