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Abdul Qadir Qasir阿里Memon Rahimoon, Khurshed阿里穆罕默德Fawad谢赫,Shoaib艾哈迈德酋长, ”确定最佳倾角1兆瓦光伏系统在苏库尔,巴基斯坦”,国际期刊的Photoenergy, 卷。2021年, 文章的ID5552637, 8 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/5552637
确定最佳倾角1兆瓦光伏系统在苏库尔,巴基斯坦
Qasir阿里Memon,1 Abdul Qadir Rahimoon
,1
Khurshed阿里,2
默罕默德Fawad谢赫,1
和
Shoaib艾哈迈德·谢赫1
1苏库尔IBA大学电机工程系巴基斯坦
2苏库尔IBA大学计算机科学系巴基斯坦
文摘
太阳能直接转化成电能利用光伏(PV)板。太阳能电池板的效率随其方向与水平面倾斜角度。在本文中,我们调查的最佳倾角太阳能电池板安装在苏库尔IBA大学。最佳角度倾斜表面不同从0°- 90°的步骤1°的计算值的每日总太阳辐射是最大的为一个特定的时期。发现最优倾角改变0°和全年61.1°之间苏库尔IBA大学,巴基斯坦信德省( N, E),辐照度计算最优固定(15和29.5度)和可变倾斜角度用于每个月的2019年。15度倾角的辐照度计算是相对于29.5和变量的固定角度的角度。发现最优倾角苏库尔位于巴基斯坦北部地区的29.5度。
1。介绍
有两种主要资源的权力,即传统和非传统。非常规资源已经成为受欢迎的由于各种优点例如nonpollutant,免费燃料,nonexhausted [1]。来自可再生或非传统资源权力从太阳能使至关重要的作用在电力行业由于一些优点,如可靠、经济、环境友好的和广泛的可用性(2]。权力来自光伏太阳能可以生成模块和热过程;然而,在巴基斯坦,更关注光伏模块。必须检查太阳能模块的性能坚毅地取决于太阳辐射,倾斜角度,和无法控制的因素,如大气条件下,纬度、季节,能力因素、定位、和时段(3- - - - - -9]。
关键需求实现从太阳能最大功率是避免阴影影响太阳能电池组件和使用的太阳能跟踪系统。太阳能跟踪系统的最佳解决方案跟踪紫外线不断接近的倾斜角度,但这些追踪器价格昂贵,而且并不总是适用(10,11]。另一个选项是设置面板固定最佳倾斜角度(角度可以改变每个月或每个季节手动或有一个全年倾角)。
倾角的选择已经成为一个热门领域的研究来提高系统效率。许多研究已经进行了检查光伏系统的性能通过使用不同的观察,适当的图,设计和不同的参数之间的关系和特点选择合适的安装位置有关12- - - - - -14]。
最佳倾角对太阳能光伏系统是不同的,由于地理位置和季节性变化。地理因素包括倾斜角和数据相关的太阳能资源是重要的决定最优倾角对太阳能光伏系统(15]。
确定太阳能光伏模块的最优倾角,计算太阳赤纬角是很重要的,估计倾斜表面的太阳辐射的16]。相反,太阳辐射减弱进入地球大气层后由于吸收,由小粒子散射和反射的对象(17]。
此外,研究人员还提出不同的理论模型来计算最佳倾斜角度的几个太阳能收集器和考虑一个收集器结构参数,安装位置的纬度,气候条件、倾斜,和方位角度收藏辐射相关一年(18,19]。
苏库尔地区,位于巴基斯坦北部,潜力巨大的太阳辐射由于阳光的数量很大。其农村地区面临严重的电力切断通常每天14至16个小时。所以农民们诉诸光伏系统培养小面积使用滴灌方法和用于其他目的。但由于没有合适的数据,光伏系统安装在随机取向,所以他们不能得到最优的力量。因此,采用解析和数值方法,我们发现最优角度对光伏系统给定的区域。本研究将提供当地社区来实现最大功率输出必将给众多的经济效益。
2。理论和工作流程
在这篇文章中,我们计算和比较辐照度固定和可变利用MATLAB / Simulink最佳倾角。固定角度15度和29.5度。一个15度倾角苏库尔IBA大学目前用于光伏太阳能系统。
最初,常量值 , , ,和已经使用,被设置为一个这意味着年复一年的第一天是倾斜的表面从0到90度一天和获得最佳倾角最大的辐照度。接下来,是增加了一个,继续在一天找到最佳倾角结果和继续,直到365年的价值。
倾斜角度是不同的,从0到90度为1度步长准确的结果。寻找辐照度,我们经历了第一次计算的步骤 , ,和 ,然后 , , , , , ,和 。这些因素可以通过方程有预谋的下面。
和在方程(1)倾斜系数来计算梁太阳辐射和扩散倾斜表面的太阳辐射,分别。的系数可以由20.- - - - - -23]给出了方程(2)和(6):
在哪里是地面反射率/反照率(反射地面= 0.2),是最佳倾角的角度光伏面板收到最大的太阳能辐射,苏库尔IBA的纬度大学(27.7268°N, 68.8191°E),然后呢是地球的偏转角,可以计算:
在哪里日落时角,等于:
日出时角的斜面和可以计算为:
倾斜的倾斜表面的太阳辐射扩散系数可以计算为:
在哪里直接辐射光束入射角等于:
在这里,是全球太阳能辐射水平表面。
相关的数据,全球太阳能辐射水平表面上来自NASA的数据库。
太阳漫射辐射水平表面,适用于任何位置在北纬40°N和40°S和计算24,25]:
在哪里是晴朗指数。
晴朗指数是衡量明亮的氛围。这是分数的太阳辐射通过大气传播地球表面。它可以从方程(计算9):
和在方程(9)是全球太阳能辐射水平表面上,每月平均每日外星辐射(千瓦时/ m2/天),可以计算:
在方程(10)是太阳常数称为1353 W / m2(24]。其他参数作为常量值。
使用方程(1)(10),我们现在可以很容易地计算辐照度在不同倾斜角度。寻找最佳倾角的程序流程图如图所示1。
3所示。结果与讨论
通过数学建模中讨论部分3辐照度水平计算太阳能电池板在15°倾角,倾斜角度29.5度,变量在每个月的每一个21 2019。苏库尔IBA大学使用15度角。我们要检查倾斜角和辐照度在不同角度比较结果。
3.1。表面倾斜15度
输入数据寻找最大太阳能电池板上的辐照度全球太阳能辐射水平表面上( )在Wh /米2和W / m /天2从数据库NASA /天进行如表所示1。
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把这个输入数据方程后,我们计算倾斜角和辐照度固定,使用MATLAB / Simulink最佳倾角模型。辐照度的值是最大的1474 W / m211月/日和最低1125 W / m22月/天。全年平均辐照度值将1262.675 W / m2/天。辐照度不是常数在全年每个月,但它是不同的,如图2。
图表显示,太阳能光伏模块是固定在15°倾角已收到1300 w / m之间的辐照度2/天,1474 w / m2在4个月/天,1200 w / m之间2/天,1300 w / m23个月/天,1100 w / m2/天,1200 w / m2每天5个月的2019年。15°倾角是最佳的几个月(Oct-Feb)指表1。这些月来输入照度,瓷砖表面的产量很高,但在苏库尔地区,最大辐照度收到几个月从4月到9月,所以15°倾角为苏库尔地区不是最优。如图2的辐照度水平是不同的,因为偏转角的变化。
3.2。表面倾斜变量角度
输入数据是用来发现辐照度和赤纬角在不同变量的角度。从计算成果如表所示2。
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表2显示太阳辐照度的模拟结果和最佳倾斜角度的每21 2019每个月。月度最佳倾角的太阳能光伏苏库尔IBA大学计算。项目,总太阳辐射倾斜角度0°、90°之间的间隔1°是计算,和角最大辐射决心找到最佳倾角。表中的数据2绘制在图3,这显示了变量太阳能板的倾斜角度。
太阳能电池板与小输入全球太阳能辐照度水平表面上在7000年和9000年之间Wh / m2每天收到1200 w / m之间的最大数量的辐照度2/天,1977 W / m2每天在倾角30°以上月从9月到3月。它实际上是获得最大辐照度在一个角度为七个月30°以上。辐照度的值是发现减少从4月至8月在一个角度0到11度,和辐照度的平均值是1442.342 W / m2/天。这个值的辐照度大于15度价值最佳倾角。
3.3。表面倾斜29.5度
我们已经固定的最佳检查辐照度倾斜角度为29.5度。价值实际上是作为所有变量的平均值角度看到辐照度水平。辐照度和偏转角的结果如表所示3。
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从表3,结果表明,辐照度的最大值在11月的1749.5。5月的最小值是1102.08。全年平均辐照度值为1312.698 W / m2/天。的数据表3绘制在图4。
图4表明,太阳能光伏模块固定在29.5°倾角是建议角苏库尔IBA大学29.5°倾角太阳能电池板与小输入全球太阳能辐照度水平表面上在7000年和9000年之间Wh / m2每天收到1250 w / m之间的最大数量的辐照度2/天,1451 w / m2/天,大于辐照度收到在太阳能电池板上15°倾角。这个值是接收从9月到3月。意味着太阳能板收到了7个月的12个月最大辐照度的角度29.5°。
3.4。辐照度的比较在不同倾斜角度
在固定和可变角度接收辐照度后,我们得到的结果。结果在所有条件比较如图5。在倾斜15度角,辐照度大约是一样的头4个月,然后稍微增加了三个月,最后到达在11月的最大值。如果我们比较辐照度水平的29.5度和15度,然后在头四个月,辐照度值大,然后,从8月5日,却降低了。然而,平均辐照度值将大于15度值。在变量倾斜角度的情况下,我们已经收到1977 w / m的最大值2在11月/天。虽然这个值大于15度和29.5度值,但实际上是不可能使用变量的最佳倾角。
从所有的结果比较后,我们建议使用最佳倾斜29.5度角最大辐照度值。
4所示。结论
在这篇文章中,一个分析和数值分析进行了在不同倾斜角度检查方法,使用MATLAB / Simulink的辐照度。一个15度倾角苏库尔IBA大学用于1兆瓦的太阳能系统。寻找最佳倾角,光伏模块是倾斜的,从0到90度,的价值在哪里获得来自NASA数据库,简化,每个月的数据是在21日2019年。每个月的最优倾角是决定在辐照度的最大值从计算在不同倾斜角度。
结果在两个固定和可变倾斜角度,这表明最大辐照度可以达到29.5度比15度苏库尔IBA大学使用。
本文采用的方法也可以用来安装光伏系统在其他位置,以便从系统获得最大功率。
命名法
| : | 太阳总辐射收到倾斜表面上 |
| : | 阳光辐射水平表面上 |
| : | 倾斜系数计算直接太阳直接辐射 |
| : | 太阳能在水平表面漫射辐射 |
| : | 倾斜系数来计算太阳辐射扩散 |
| : | 全球太阳能辐射水平的表面上 |
| : | 地面反射系数 |
| : | 倾斜角度的表面 |
| : | 日出时角倾斜表面上 |
| : | 日出时角在水平表面 |
| : | 纬度的地方 |
| : | 地球的倾斜角 |
| : | 计算天数 |
| : | 晴朗指数 |
| : | 每月平均每日外星辐射。 |
数据可用性
数据请求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
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