دراسة تأثير زاوية تنصيب ألواح المنظومة الشمسية في كفاءة انتاج الطاقة الكهربائية

م. د.جابر عمر دحلوس
كلية التربية للعلوم الصرفة- قسم الفيزياء

من خلال دراستنا لمصطلح الاشعاع الشمسي الذي يمثل كمية الاشعاع الساقط لوحدة المساحة السطحية (kw/m2)
ولغرض تنصيب أي منظومة الواح شمسية يجب الاخذ بنظر الاعتبار دراسة الموقع الذي تنصب فيه هذه المنظومة من ناحية الاحداثيات خطوط الطول والعرض لهذا الموقع وان يكون اتجاه اللوح باتجاه الجنوب الجغرافي فمثلا بالنسبة لا حداثيات مدينة بغداد فان خطوط الطول العرض كالتالي( ₒ44 وₒ33) وان افضل زاوية ميل للوح الشمسي عند الافق لمدينة بغداد 33ₒ باتجاه الجنوب الجغرافي للكرة الارضية ومن الممكن ان يكون تنصيب هذه الالواح ثابت او متحرك باستخدام منظومة التتبع الشمسي.
ومن الممكن تغيير زاوية تنصيب ميل اللوح الشمسي اعتمادا لى فصول السنة لغرض الحصول على اعلى كفاءة نتاج طاقة كهربائية
وان مقدار زوايا تنصيب اللوح خلال فصول السنة كالاتي (45ₒ, 33ₒ,49,ₒ 17
يمكن ان نحصل على اعلى قدرة من منظومة الالواح الشمسية بزاوية تكون فيها الاشعاع الشمسي الساقط بشكل عمودي على اللوح الشمسي حيث ان قدرة الاشعاع الشمسي الواصلة (1000 واط\م2) حيث تكون القدرة الخارجة من اللوح الشمسي اعلى قيمة عندما يتم اهمال تأثير درجات الحرارة على اللوح الشمسي فمثلا عندما تكون قيمة تجهيز لوح الشمسي 250 واط الذي يمثل احد مواصفات اللوح الشمسي وتلصق هذه القيمة والمواصفات خلف اللوح ففي الظروف المثالية فان القدرة الناتجة لهذا اللوح 250 واط
والتي تحسب عند درجة حرارة ( ₒ25
هنالك عدة عوامل تقلل من قدرة الاشعاع الشمسي الساقط على اللوح الشمسي مثلا
1- زاوية سقوط الاشعاع الشمسي على اللوح
2- الغبار والدخان والغيوم (الظروف الطبيعية او البشرية) والتي تسبب في تقليل مقدار الاشعاع الشمسي الواصل الى اللوح والتي لا يمكن السيطرة عليها
3- استخدام منظومة التتبع الشمسي لتدوير اللوح الشمسي مع قؤص الشمس وبذلك يكون سقوط الاشعاع الشمسي عموديا على اللوح ومن الممكن استخدام (التتبع الشمسي) يوفر طاقة اضافية قدرها (15%) في الشتاء والى (45%) صيفا.

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Ave
49ₒ 41ₒ 35ₒ 25ₒ 17ₒ 10ₒ 17ₒ 25ₒ 33ₒ 41ₒ 49ₒ 56ₒ 33ₒ
هذا جدول يمثل زوايا الميل المثلى لتنصيب اللوح الشمسي حسب اشهر السنة لمدينة بغداد
ويمكن ان نستنتج ان المعدل السنوي للطاقة الساقطة على المتر المربع من الالواح وفق الاتجاه الحالي ووفق الحسابات النظرية
فصول السنة طريقة (الفصول الاربعة) فان القدرة الناتجة تساوي تقريبا بينما عندما تنصب الالواح حسب 5.04 kwh/m2/day
5.66 kwh/m2/day

                                                            هذا الشكل يمثل الواح منصبة بطريقة الصفوف

Refrencess
1.Dr.Karima E.Amori,Dr.Faiz F.Mustafa, Sahar Majeed “Solar Water Heater With Shell Helical Coiled tube heat exchanger as storage tank” Mech.Eng.Dep.,Univ,of Baghdad P.2 (2009)
2.Duffie J.A.,Beckman W.A. “Solar engineering of thermal processes”,2nd edition,wiley,New York,1991.
3Feuerman D.,Gordon J M,and Huleihil M.,”Solar fiber-optic Mini-Dish Concentrators: first experimental results and field experience” solar energy,Vol.72,no.6,P.459-472,(2002).
4.Gabor Bajnoczy,Andras Zold “Heat Storage By Two-Grade Phase Change Material” Dep.of Chemical Technology vol43,no2,pp137-147(1999)
5.Geetha p-Berea “Thermal Energy Storage Systems-Stearic/Lauric Acid Mixtures As Phase Change Materials “Materials Laboratory,Sep26-30,2005
6.Goswami D.Yogi,kreith and kreider Jan F.,”Principles of solar Engineering, 2th edition”. Taylor and from cis,Philadelphia,PA,2000.
7.Govind N.Kulkarni,Shireesh B.Kedare and Santana Bandyopadhyay
“Application of Design Space Approach to Solar Water Heating Systems with Pressurized Storage”, , Indian institute of technology, Bombay,p195, 1977.
8. H P Garg,J Prakash “Solar Energy Fundamentals and Applications” 1st edition ,McGraw-Hill(2000).
9. “Int.J.of Thermodynamics” Vol.10(no.1)pp.37-45 March 2007.
10.Iqbal M.,”An Introduction to Solar Radiation”, Academic Press,Toronto,1983.
.