Розробка програмного забезпечення для розрахунку оптимального напрямку сонячних панелей протягом «часу використання» в регіонах зі складним рельєфом

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.271440

Ключові слова:

сонячна панель, оптимальний напрямок, функція рельєфу, оптичні товщини, хмарність, програмне забезпечення

Анотація

Об’єктом поточних досліджень є ефективне використання сонячної енергії шляхом оптимальної орієнтації панелей. Використовуючи математичні методи знаходження екстремального значення функції, було розроблено програмне забезпечення для розрахунку щоденного оптимального напрямку фотоелектричної панелі. Знання щоденного оптимального напрямку фотоелектричних панелей дозволяє визначити оптимальний напрямок панелі для будь-якого часу використання, що дозволяє максимізувати кількість зібраної сонячної енергії. Належне функціонування цього програмного забезпечення було підтверджено польовими вимірюваннями. Було виявлено, що оптимальний напрям панелі можна визначити, враховуючи лише пряме сонячне випромінювання, оскільки врахування розсіяного сонячного випромінювання неба практично не впливає на оптимальний напрям фотоелектричної панелі. Істотними факторами, що впливають на оптимальний напрям фотоелектричної панелі, є рельєф розглянутої ділянки та значні зміни оптичної товщини, наприклад, до і після полудня. Розрахунки також показують, що часткова хмарність незначним чином впливає на оптимальний напрямок фотоелектричної панелі, але регулярна присутність хмар у тій самій частині неба впливає на це. Це програмне забезпечення застосовано до українського сайту Verkhovyna, для якого розраховано та представлено оптимальні добові, сезонні та річні напрямки сонячних панелей. Наведено формулу для розрахунку оптимального напрямку для будь-якого часу використання через щоденний оптимальний кут нахилу та щоденну пряму сонячну радіацію, що падає на панель. Інтерфейс програмного забезпечення був розроблений у зручний спосіб і може бути легко використаний широким колом споживачів. Це програмне забезпечення особливо стане в нагоді для швидкого розрахунку оптимального напрямку сонячних панелей у туристичних об’єктах, розташованих у гірських регіонах.

Спонсор дослідження

  • Presentation of research in the form of publication through financial support in the form of a grant from SUES (Support to Ukrainian Editorial Staff).

Біографія автора

Emin Gardashov, French-Azerbaijani University

Department of Geophysics

Посилання

  1. World Energy Outlook 2022 (2022). Available at: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022
  2. Wong, L. T., Chow, W. K. (2001). Solar radiation model. Applied Energy, 69 (3), 191–224. doi: https://doi.org/10.1016/s0306-2619(01)00012-5
  3. Rigollier, C., Bauer, O., Wald, L. (2000). On the clear sky model of the ESRA – European Solar Radiation Atlas – with respect to the heliosat method. Solar Energy, 68 (1), 33–48. doi: https://doi.org/10.1016/s0038-092x(99)00055-9
  4. Ruiz-Arias, J. A., Pozo-Vázquez, D., Lara-Fanego, V., Santos-Alamillos, F. J., Tovar-Pescador, J. (2011). A High-Resolution Topographic Correction Method for Clear-Sky Solar Irradiance Derived with a Numerical Weather Prediction Model. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 50 (12), 2460–2472. doi: https://doi.org/10.1175/2011jamc2571.1
  5. Ahmad, M. J., Tiwari, G. N. (2011). Solar radiation models-A review. International Journal of Energy Research, 35 (4), 271–290. doi: https://doi.org/10.1002/er.1690
  6. Katiyar, A. K., Pandey, C. K. (2013). A Review of Solar Radiation Models – Part I. Journal of Renewable Energy, 2013, 1–11. doi: https://doi.org/10.1155/2013/168048
  7. Antonanzas-Torres, F., Urraca, R., Polo, J., Perpiñán-Lamigueiro, O., Escobar, R. (2019). Clear sky solar irradiance models: A review of seventy models. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 107, 374–387. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.02.032
  8. Gardashov, R., Eminov, M., Kara, G., Emecen Kara, E. G., Mammadov, T., Huseynova, X. (2020). The optimum daily direction of solar panels in the highlands, derived by an analytical method. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 120, 109668. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109668
  9. Emecen, E. G., Kara, G., Erdogmus, F., Gardashov, R. (2006). The Determination of Sunglint Locations on the Ocean Surface by Observation from Geostationary Satellites. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 17 (1), 253–261. doi: https://doi.org/10.3319/tao.2006.17.1.253(aa)
  10. Gardashov, R. H., Eminov, M. Sh. (2015). Determination of sunglint location and its characteristics on observation from a METEOSAT 9 satellite. International Journal of Remote Sensing, 36 (10), 2584–2598. doi: https://doi.org/10.1080/01431161.2015.1042119
  11. Global Solar Atlas. Available at: https://globalsolaratlas.info
Development of software for calculation of optimal direction of solar panels during «time of use» in regions with complex topography

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-31

Як цитувати

Gardashov, E. (2022). Розробка програмного забезпечення для розрахунку оптимального напрямку сонячних панелей протягом «часу використання» в регіонах зі складним рельєфом. Technology Audit and Production Reserves, 6(1(68), 30–34. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.271440

Номер

Том 6 № 1(68) (2022): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Альтернативні та відновлювальні джерела енергії

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Emin Gardashov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.