Kaip apskaičiuoti idealų saulės skydelio kampą pagal vietos ir energijos tikslus

Skaičiuojant idealų saulės kolektoriaus kampą reikia suderinti du pagrindinius veiksnius:Jūsų geografinė vieta (platuma)(kuris diktuoja natūralų saulės kelią) irJūsų energijos prioritetai(Ištisus metus konsistencijos, vasaros aušinimas ar žiemos šildymas). Žemiau yra žingsnis po žingsnio, įmanoma, kad būtų galima apskaičiuoti bet kurios vietos ir tikslo su realaus pasaulio pavyzdžiais ir įrankiais, siekiant supaprastinti tikslumą.

1 žingsnis: nustatykite savo vietos platumą (pagrindą)

Platuma yra visų kampų skaičiavimų atskaitos taškas, nes ji lemia, kaip aukštai saulė kyla danguje. Štai kaip tai rasti:

 

Greitas paieška: Naudokite „Google Maps“ (ieškokite savo adreso, tada spustelėkite „Kas čia?“, Norėdami pamatyti platumą/ilgumą) arba tokiose svetainėse kaip „Latlong.net“.

Pavyzdys:

Los Andželas, JAV: 34 laipsnis n

Berlynas, Vokietija: 52 laipsnis n

Sidnėjus, Australija: 34 laipsnių S (pastaba: Pietinio pusrutulio skaičiavimai atspindi šiaurinio pusrutulio naudojimo platumą kaip teigiamą skaičių, tačiau prireikus sureguliuokite sezoninius pakeitimus).

 

Pagrindinė taisyklė: Saulės kelias yra simetriškas aukščiau/žemiau pusiaujo-taigi 34 laipsnių S vieta (Sidnėjus) naudoja tuos pačius bazinius kampus kaip 34 laipsniai N (Los Andželas), tik su atvirkštine vasara/žiema (gruodis=vasara, birželio mėn. =} žiema).

2 veiksmas: Pasirinkite savo energijos tikslą (sureguliuokite platumos formulę)

Kai turėsite savo platumą, pakoreguokite ją pagal tai, ar noriteIštisus metus veikianti produkcija, vėsina į vasarą orientuotą ar į žiemą orientuotą šildymą. Naudokite fiksuotą montavimo formulę žemiau-tai yra 90% gyvenamųjų ir mažų komercinių projektų (fiksuotų bėgių, reguliuojamų bėgių arba kaip bazės stebėjimo sistemoms).

 

Energijos tikslas	Idealaus kampo formulė (šiaurinis pusrutulis)	Pietinio pusrutulio formulė (sezoninis apsikeitimas)	Realaus pasaulio pavyzdys
Maksimalus ištisus metus	Platuma	Platuma	Berlynas (52 laipsnio N): 52 laipsnio kampas → Balansuoja vasaros (birželio mėn.) Ir žiemos (gruodžio mėn.) Gamyba.
Orientuota į vasarą (aušinimas)	Platuma - 10 laipsnis	Platuma - 10 laipsnis (vasara=gruodis - feb)	Los Andželas (34 laipsnis N): 34 laipsnis - 10 laipsnis=24 laipsnis → Fiksuoja daugiau vidurdienio saulės (birželio - rugpjūčio mėn.).
Orientuota į žiemą (šildymas)	Platuma + 10 laipsnis	Platuma + 10 laipsnis (žiema=birželio - rugpjūčio mėn.)	Sidnėjus (34 laipsnis S): 34 laipsnis + 10 laipsnis=44 laipsnis → pakreipia plokštės aukščiau, kad gautų žemą žiemos saulę (birželio - rugpjūčio mėn.).

 

Kodėl tai veikia:

 

Vasaros saulė yra didesnė „Sky -Shallow“ kampe (platuma -10 laipsnis), leiskite skydeliams sugauti tiesioginę vidurdienio šviesą.

Žiemos saulė yra apatinių stiebų kampai (platuma +10 laipsnis) „pasiekti“, kad būtų užfiksuota saulės šviesa, kuri kitu atveju pataikytų į plokštes negiliame, neveiksmingame kampe.

3 žingsnis: Patobulinkite vietinį klimatą (sniegas, vėjas, atspalvis)

Vietos ir energijos tikslai nustato bazinį kampą, tačiau vietinis klimatas gali padaryti ar nutraukti našumą. Toliau pritaikykite šias įprastas sąlygas:

A. Sniego linkusios vietos (pvz., Mineapolis, 45 laipsnis N; Stokholmas, 59 laipsniai N)

Leidimas: Sniego kaupimasis blokuoja saulės spindulius ir padidina bėgių/plokščių svorį.

Koregavimas: Pridėkite 15 laipsnių prie savo bazinio kampo (vietoj 10 laipsnių žiemos dėmesio).

Pavyzdys: Minneapolis (žiemos tikslas: 45 laipsnis + 10 laipsnis=55 laipsnis) → Tinkamai iki 45 laipsnio + 15 laipsnis=60 laipsnis.

Kodėl: 60 laipsnių kampas leidžia sniegui nuslysti 2–3x greičiau nei 55 laipsnių kampas, sumažindamas prastovos ir konstrukcinę įtampą fiksuotame stogo bėgeliuose.

B. Aukšto vėjo zonos (pvz., Majamis, 26 laipsnis N; Tokijas, 35 laipsnių N)

Leidimas: Status kampai sugauna daugiau vėjo, padidindami pakilimo riziką (ypač ant stogo montuojamų bėgių).

Koregavimas: Atimkite 5–10 laipsnių bazinį kampą (prioritetuokite stabilumą, o ne tobulą saulės kampą).

Pavyzdys: Majamis (Vasaros tikslas: 26 laipsnis - 10 laipsnis=16 laipsnis) → Tinkamai sureguliuoti iki 16 laipsnio - 5 laipsnio=11 laipsnis.

Pora su: Norėdami pritvirtinti bėgius, naudokite metalinius stogo laikiklius arba balasto plokščius stogo laikiklius---geriau atspindi vėją geriau nei skvarbūs laikikliai.

C. užtemdytos svetainės (pvz., Sietlas, 47 laipsnių N; Londonas, 51 laipsnis N)

Leidimas: Medžiai, dūmtraukiai ar aukšti pastatai blokuoja saulės šviesą (dar blogiau vasarą, kai lapai pilni).

Koregavimas:

Vasaros atspalviui: Mažesnis kampas 5 laipsniais (vidurdienį venkite aukšto objekto atspalvio).

Žiemos atspalviui: padidinkite kampą 5 laipsniais (išvengkite žemo saulės atspalvio iš netoliese esančių konstrukcijų).

Pavyzdys: Sietlas (tikslas ištisus metus: 47 laipsnis) → Vasara=47 laipsnis - 5 laipsnis=42 laipsnis (vengia medžio atspalvio), žiemos=47 laipsnis + 5 laipsnis=52} (vengia stogo krašto atspalvio).

4 žingsnis: Apskaičiuokite reguliuojamus/sekimo bėgelius (dinaminiai kampai)

Jei naudojate reguliuojamus ar važinėjančius bėgelius (ne fiksuotus), „idealus kampas“ keičiasi sezoniškai ar kasdien. Naudokite šiuos supaprastintus skaičiavimus:

A. Reguliuojami bėgiai (sezoniniai pakeitimai)

Sureguliuokite 2–4 kartus per metus (suderinkite su saulėgaliais/lygiadieniais), naudodami savo platumą kaip pagrindą:

 

Sezonas	Šiaurės pusrutulio kampas (tikslas ištisus metus)	Pietinio pusrutulio kampas (tikslas ištisus metus)	Pavyzdys (Berlynas, 52 laipsnis N)
Pavasaris (kovo - gegužės)	Platuma - 5 laipsnis	Platuma - 5 laipsnis (rugsėjis - NOV)	52 laipsnis - 5 laipsnis=47 laipsnis
Vasara (birželio - rugpjūčio mėn.)	Platuma - 10 laipsnis	Platuma - 10 laipsnis (gruodis - feb)	52 laipsnis - 10 laipsnis=42 laipsnis
Ruduo (rugsėjo - NOV)	Platuma	Platuma (kovo - gegužės)	52 laipsnis
Žiema (gruodžio - varžos)	Platuma + 10 laipsnis	Platuma + 10 laipsnis (Jun - AUG)	52 laipsnis + 10 laipsnis=62 laipsnis

 

Pro patarimas: Naudokite programąSaulės matininkasVizualizuoti Saulės kelią konkrečiomis datomis (pvz., Birželio 21=vasaros saulėgrįža) ir patvirtinkite savo kampo pakeitimus.

B. Bėgių sekimas (automatinis skaičiavimas)

Nereikia rankiniu būdu apskaičiuoti kampų sekimo sistemų, padarykite tai už jus, tačiau štai kaip jos veikia:

 

Vienos ašies stebėjimas: Pataiso pakreipimo kampą į jūsų „ištisus metus ištisus metus“ (platumą) ir sukasi į rytus-vakarus, kad eitų Saulės kasdienis kelias.

Pavyzdys: Phoenix (33 laipsnių N) → 33 laipsnių fiksuotas pakreipimas + rytų-vakarų pasukimas → 20–30% daugiau išvesties nei fiksuoti bėgiai.

Dviejų ašių stebėjimas: Sureguliuoja tiek pakreipimą (šiaurės-pietų, sezoninę), tiek pasukimą (rytų-vakarų, kasdien), kad skydai būtų statmeni saulės spinduliams.

Pavyzdys: Dubajus (25 laipsnių N) → Dvigubos ašies stebėjimas automatiškai keičiasi nuo 15 laipsnių (vasaros) į 35 laipsnius (žiemą) → 30–40% daugiau nei fiksuoti bėgiai.

5 žingsnis: patikrinkite tiksliais įrankiais (venkite spėlionių)

Tikslumui (kritiškai svarbūs dideliems projektams ar sudėtingoms svetainėms) naudokite šias priemones kryžmiškai patikrinti savo skaičiavimus:

1. „NREL PVWATTS“ skaičiuoklė (nemokama, internete)

Kaip naudoti: Įveskite savo adresą, skydelio tipą ir montavimo tipą (fiksuotas/reguliuojamas).

Išvestis: Individualus idealus kampas + apskaičiuota energijos išėjimas (kWh/metai) tam kampui.

Nuoroda: https://pvwatts.nrel.gov/

2. „Saulės Pathfinder“ (rankinis įrenginys)

Kaip naudoti: Padėkite jį į savo montavimo vietą, kad nustatytumėte atspalvių modelius ir saulės poveikį skirtingais kampais.

Išvestis: Fizinė „saulės kelio“ diagrama, parodanti, kurie kampai vengia atspalvio ištisus metus.

3. Profesinis svetainės vertinimas

Kada naudoti: Stačiai stogams, dideliems komerciniams projektams ar vietoms, kuriose yra sudėtingų atspalvių/vėjo problemų.

Ką daro montuotojai: Norėdami apskaičiuoti konkrečią vietą, naudokite dronus, šiluminį vaizdą ir vietinius orų duomenis (pvz.

Skaičiavimo darbo eigos pavyzdys (visas scenarijus)

Eikime pro tikrą pavyzdį, kad visa tai surištume:

 

Vieta: Čikaga, JAV (41 laipsnio n platuma; snieguotos žiemos, karštos vasaros, vidutinio sunkumo vėjas).

Energijos tikslas: Orientuota į žiemą (prioritetą teikia šildymui gruodžio-vasario mėn.).

1 žingsnis: Bazinis kampas=41 laipsnis + 10 laipsnis=51 laipsnis (žiemos fokusavimo formulė).

2 žingsnis: Patobulinkite sniegą=51 laipsnis + 5 laipsnis=56 laipsnis (pridėkite 5 laipsnį, kad padėtumėte sniego slystimui).

3 žingsnis: Patikrinkite naudodami „PVWATTS“ skaičiuoklę → Įvestys: Čikaga, 56 laipsnių kampas, fiksuoti stogo bėgiai → Išėjimas: 18% daugiau žiemos išvesties vs . 41 laipsnio bazinio kampo.

Galutinis kampas: 56 laipsnis (fiksuoti bėgiai) arba prisitaikykite prie 61 laipsnio žiemą/41 laipsnį vasarą (reguliuojami bėgiai).

Pagrindiniai apskaičiavimo takai

Pradėkite paprastą: Fiksuotiems bėgeliams naudokitės ± 10 laipsnių platuma-tai veikia daugumai gyvenamųjų patalpų projektų.

Pirmenybę teikite savo tikslui: Vasaros aušinimas=seklesnis kampas; Žiemos šildymas=statesnis kampas.

Prisitaikykite prie klimato: Sniegas=statesnis; vėjas=seklesnis; atspalvis=pataisykite, kad išvengtumėte blokavimų.

Patikrinkite naudodami įrankius: Naudokite PVWATT ar profesionalą, kad patvirtintumėte mažų kampų klaidas (5–10 laipsnių), galite sumažinti produkciją 10–15%.

 

Vykdydami šią sistemą, užtikrinsitetavoVieta ir poreikiai-nesvarbu, ar esate namų savininkas Toronte, ar Arizonos saulės ūkio projektų vadovas.