Для отримання максимального ККД сонячних батарей необхідно грамотно підійти до розрахунку тих параметрів, на які людина може вплинути. Одним з таких є кут нахилу сонячних батарей, і наша стаття допоможе Вам його підібрати так, щоб зробити вироблення Вашої сонячної електростанції максимальною.
Взагалі-то на генерацію електроенергії сонячними фотоелементами, перш за все, впливають не залежні від людини фактори, такі як погодні умови і кількість сонячних днів в році. Найкращі умови для генерації електроенергії будуть при яскравому сонці і при орієнтації панелей перпендикулярно сонячному світлу (хоча, навіть при похмурій погоді сонячні батареї будуть виробляти електроенергію).
Тому наше завдання - визначити таке положення сонячних батарей при якому вони будуть висвітлюватися «прямим» сонцем максимальний час протягом дня.

Взагалі кажучи, варіантів у нас всього три:

1. Установка сонячних батарей на нерухому конструкцію
2. Установка на двовісний трекер (поворотну платформу, яка може обертатися за сонцем в двох площинах)
3. Установка на одноосьовий трекер (платформа може змінювати тільки одну вісь, найчастіше - ту що відповідає за нахил)

У варіантів №2 і №3 є свої переваги (значне збільшення виробітку), але є і недоліки (більш висока ціна, необхідність додаткової площі і т.п.). Ми розглянемо доцільність застосування трекерів в окремій статті, поки ж будемо говорити тільки про варіант №1 - нерухома конструкція, або нерухома конструкція із змінним кутом нахилу.

Розберемося, чому взагалі потрібно міняти нахил сонячних батарей. По-перше - сонце змінює своє положення в небі протягом доби. Крім цього - є ще «по-друге» - сонце змінює своє положення в небі в залежності від пори року. У кожен сезон положення Сонця різний, тому в ідеалі, для кожної пори року підбирається свій кут нахилу. Наприклад, влітку оптимальний кут нахилу складає 30-40 градусів, а взимку - більше 70, в залежності від широти місцевості (рис. 1). Навесні і восени кут нахилу має усереднене значення між значенням кута для літа та зими. Для автономних систем оптимальний кут нахилу залежить від місячного графіка навантаження, тобто якщо в цьому місяці споживається більше енергії, то кут нахилу потрібно вибирати оптимальним саме для цього місяця.

Мал. 1. Положення Сонця в різні пори року
Оптимальні кути нахилу сонячних батарей для різних широт:

Залежність вироблення електроенергії панелями сонячних батарей потужністю 1 кВт на широті місцевості 37.3 ° від кута нахилу і орієнтації:

З таблички видно, що оптимальна вироблення протягом року це нахил панелі 45 ° в південному напрямку, і при цьому Ви можете оцінити втрати, якщо збираєтеся розташувати Вашу сонячну електростанцію з відхиленням.
Розрахунок кількості сонячної енергії, що отримується сонячними панелями при падінні сонячних променів під кутом, відмінним від 90 °, розглянемо на наступному прикладі:
Приклад 1: сонячні панелі орієнтовані на південь, без поздовжнього нахилу. Сонце світить з південного сходу. Лінія, проведена перпендикулярно між сонячними батареями і напрямком на Сонце, має кут, рівний 360/8 = 45 градусів. Ширина одного пучка падаючого сонячного випромінювання буде дорівнює tan (| 90-45 |) / sin (| 90-45 |) = 1.41, і кількість сонячної енергії, що отримується сонячними панелями, дорівнюватиме 1 / 1.41 = 71% від потужності, яка була б отримана, якщо Сонце світило з півдня. (Рис. 3)

Мал. 3. Ширина пучка сонячних променів в залежності від розташування Сонця.

Якщо немає можливості регулювання кута нахилу, то сонячні батареї повинні розташовуватися під оптимальним кутом, значення якого часто приймається рівним широті місцевості. Для кожної широти є свій кут нахилу фотоелектричних модулів. Невеликі відхилення до 5 градусів від цього оптимуму надають незначний ефект на продуктивність сонячних панелей. Стаціонарні конструкції орієнтують на південь, з незначними відхиленнями по азимуту (рис. 4).

Мал. 4. Кут нахилу сонячних батарей

Як завжди, якщо Ви зіткнулися зі складнощами, під час вибору сонячних батарей , мережевих інверторів для Вашої сонячної електростанції, або Вам потрібна допомога по монтажу - будь ласка звертайтеся в нас, наші інженери зможуть запропонувати оптимальний варіант. Ми працюємо на ринку сонячних батарей вже більше 6 років, за цей час ми отримали хороший досвід, і з задоволенням допоможемо Вам.