Wpływ kąta nachylenia i czasu jego regulacji na nasłonecznienie kolektora lub panelu fotowoltaicznego

Promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni Ziemi charakteryzuje się nierównomiernością rozkładu w poszczególnych dniach w roku, co ma wpływ na uzyski energii. Jedną z metod zwiększenia rocznych uzysków energii odbiornika słonecznego jest sezonowa regulacja stopnia nachylenia jego płaszczyzny. Największy uzysk energii słonecznej występuje w sytuacji, gdy powierzchnia odbiornika jest prostopadła do kąta padania promieni słonecznych. Celem pracy jest oszacowanie najbardziej korzystnego kąta nachylenia odbiornika w okresie wiosenno-letnim oraz okresie jesienno-zimowym, zlokalizowanego w Warszawie. Ponadto określenie momentów w czasie, w którym powinna nastąpić zmiana kąta nachylenia. W pracy wykorzystano godzinowe wartości natężenia promieniowania bezpośredniego oraz rozproszonego w typowym roku meteorologicznym. Zastosowano model Haya, Davisa, Kluchera, Reindla (HDKR). Dwukrotnie w ciągu roku przestawienie kąta nachylenia powierzchni odbiornika, tj. zarówno w sezonie jesienno-zimowym, jak i wiosenno-letnim (β1 = 19°, β2 = 49°) zwiększy uzysk dostępnego nasłonecznienia w stosunku do maksymalnego uzysku liczonego bez przestawienia kąta (β = 28°) o 17 kWh (1,6%). Optymalny czas przestawienia kąta nachylenia odbiornika z położenia jesienno-zimowego na wiosenno- letnie stanowi przełom 99 i 100 dnia roku, a z położenia wiosenno-letniego na jesienno-zimowe przełom 271 i 272 dnia roku.

---

The solar radiation reaching the Earth’s surface is characterized by uneven distribution over individual days throughout the year, which has an influence on the energy yields. One of the methods of increasing the annual energy yields on the solar receiver is the seasonal adjustment of the angle of inclination of the receiver plane. The largest yield of the solar energy occurs when the surface of the receiver is perpendicular to the angle of incidence of sunlight. The purpose of the work is to estimate, for Warsaw, the most favourable receiver inclination angle for the spring and summer and for the autumn and winter periods as well as definition of the moment in time when the angle of inclination should change. The work uses hourly values of the intensity of direct and scattered radiation for a typical meteorological year. The models of Hay, Davis, Klucher, Reindel (HDKR) were used for the calculation. The use of a seasonal solution to change the inclination angle of the surface twice a year, i.e. both in the autumn and winter and spring and summer seasons (β1 = 19°, β2 = 49°) will allow increasing the yield by 17 kWh (1.6%) of available insolation in relations to the maximum yield calculated without changing the angle (β = 28°). The optimum adjustment of the angle of inclination from the autumn-winter to spring and summer positions should be made at the turn of the 99th and 100th day of the year, and from the spring-summer to autumnwinter positions at the turn of 271 and 272 of the year.