Эффективность использования солнечных трекеров (систем ориентации солнечных батарей)
В течение светового дня угол наклона солнца к солнечной панели постоянно меняется. Соответственно изменяется и выработка электроэнергии солнечной панелью.
Расчеты, приведенные ниже показывают разницу использования энергосистем на солнечных батареях, расположенных на фиксированном основании (Фиксированные) с энергосистемами, в состав которых входят солнечные трекеры -системы ориентации на солнце солнечных батарей. Углы наклона солнца зависят от месторасположения солнечной батареи. Для примера приведем расчеты потерь фиксированной системы, расположенной в г.Пенза, Россия.
Расчет потерь фиксированной энергосистемы на солнечных батареях (г.Пенза) учитывает только угол наклона солнца к солнечной батарее (потери связаны с движение солнца). Другие факторы пока опускаем.
53˚ СШ и 45˚ ВД
Год — 365 дней, 8760 часов
Количество светлых часов в году 4503,83
.png)
.png)
Разбив траекторию движения солнца на зоны, с равными временными интервалами, по углам наклона солнца и данным потерь составляем таблицу 3.
.png)
.png)
Из расчетов видно, что эффективность использования солнечных трекеров с ростом широты повышается. Что же касаемо нашего примера, видно, что для построения энергосистемы на солнечных батареях с использованием солнечных трекеров необходимо меньше приобрести панелей и дополнительного инвертора к ним по сравнению с фиксированными системами.
В данном расчете не учтено отраженное и рассеянное солнечные излучения, которые дают прибавку в 5-10% фиксированным системам. В разное время года этот параметр отличается. Зимой например отраженные от снега солнечные лучи дают значительную прибавку к выработке, более 10%. Таким образом, с учетом рассеянного, отраженного солнечного излучения, использование трекера в системах даст прирост выработки электроэнергии на 57,84% в год.
Первая выгода очевидна.
Выгода вторая:
В течении дня солнечные панели нагреваются и их выработка падает на 10% и более. Поэтому очень важно "собрать" энергию солнца в первой половине дня, когда панели не нагрелись до уровня значительных потерь выработки. Естественно трекер помогает в этом, так как дает возможность эффективной выработки электроэнергии на северо-востоке (cм таблицу 1) и на юго-востоке в утренние часы. Зимой данный фактор менее актуален из-за естественного охлаждения.
Выгода третья:
Солнечный трекер занимает мало места на земельном участке. К примеру солнечный трекер UST-AADAT мощностью 15 кВт имеет опорную поверхность 12,56 кв.м. Фиксированная система той же мощности занимает земельный участок площадью не менее 150 кв.м., но, как правило, для удобства эксплуатации эта цифра больше в 2 раза — 300 квадратных метров. Разница на порядки. Земельный участок тоже стоит денег.
Выгода четвёртая:
Солнечный трекер зимой не надо чистить от снега и льда. В фиксированной системе этого не избежать, а избавиться от последствий ледяного дождя быстро невозможно, тем более предотвратить повреждение панелей. Эксплуатационные расходы с трекером ниже.
Выгода пятая:
Фиксированные системы не защищены от разрушения и порчи ураганом, тяжелыми осадками (снег, град, лед). Встроенная в солнечный трекер метеостанция решает данную проблему переориентацией трекера для минимизации потерь от неблагоприятных факторов.