Energia berriztagarrien eskaria gero eta handiagoa denez, teknologia fotovoltaikoa (eguzki-energia) asko erabili da energia garbiaren osagai garrantzitsu gisa. Eta nola optimizatu sistema fotovoltaikoen errendimendua instalazioan energia-eraginkortasuna hobetzeko, gai garrantzitsua bihurtu da ikertzaile eta ingeniarientzat. Azken ikerketek teilatuko sistema fotovoltaikoen inklinazio-angelu eta kota-altuera optimoak proposatu dituzte, eta horrek ideia berriak eman ditu energia fotovoltaikoaren sorkuntza-eraginkortasuna hobetzeko.
PV sistemen errendimenduan eragina duten faktoreak
Teilatuetako sistema fotovoltaiko baten errendimenduan hainbat faktorek eragiten dute, eta horien artean kritikoenak eguzki-erradiazioaren angelua, giro-tenperatura, muntaketa-angelua eta kota dira. Eskualde ezberdinetako argi-baldintzek, klima-aldaketak eta teilatuaren egiturak eragina dute panel fotovoltaikoen energia-sorkuntzan. Faktore horien artean, panel fotovoltaikoen inklinazio-angelua eta goiko altuera bi aldagai garrantzitsu dira, eta zuzenean eragiten diete argiaren harreran eta beroa xahutzeko eraginkortasunean.
Inklinazio angelu optimoa
Ikerketek erakutsi dute sistema fotovoltaiko baten inklinazio-angelu optimoa ez dela soilik kokapen geografikoaren eta urtaroen aldaketen araberakoa, baizik eta tokiko eguraldi-baldintzekin ere estu lotuta dagoela. Oro har, panel fotovoltaikoen inklinazio-angelua tokiko latitudearen antzekoa izan behar da eguzkiaren energia erradiatiboa ahalik eta gehien jasotzeko. Inklinazio-angelu optimoa normalean urtaroaren arabera doi daiteke, urtaroen araberako argi-angelu desberdinetara egokitzeko.
Optimizazioa udan eta neguan:
1. Udan, eguzkia zenitaren ondoan dagoenean, panel fotovoltaikoen inklinazio angelua behar bezala jaitsi daiteke eguzki-argia zuzenean hobeto harrapatzeko.
2. Neguan, eguzkiaren angelua txikiagoa da, eta inklinazio angelua behar bezala handitzeak panel fotovoltaikoek eguzki-argia gehiago jasotzen dutela ziurtatzen du.
Horrez gain, ikusi da angelu finkoko diseinua (normalean latitude angeluaren ondoan finkatuta) aukera oso eraginkorra dela kasu batzuetan aplikazio praktikoetarako, instalazio prozesua errazten baitu eta oraindik ere energia-sorkuntza nahiko egonkorra eskaintzen baitu klima-baldintza gehienetan.
Goiko altuera optimoa
Teilatu-sistema fotovoltaiko baten diseinuan, panel fotovoltaikoen altuera (hau da, panel fotovoltaikoen eta teilatuaren arteko distantzia) ere faktore garrantzitsua da energia sortzeko eraginkortasunean eragiten duena. Altxaera egoki batek panel fotovoltaikoen aireztapena hobetzen du eta bero-metaketa murrizten du, eta horrela sistemaren errendimendu termikoa hobetzen du. Ikerketek erakutsi dute panel fotovoltaikoen eta teilatuaren arteko distantzia handitzen denean, sistemak tenperaturaren igoera eraginkortasunez murrizten duela eta, beraz, eraginkortasuna hobetzen duela.
Aireztapen efektua:
3. Goiko altuera nahikorik ezean, panel fotovoltaikoek errendimendua murriztu dezakete beroaren metaketaren ondorioz. Tenperatura gehiegizkoek panel fotovoltaikoen bihurketa-eraginkortasuna murriztuko dute eta baita haien bizitza erabilgarria laburtu ere.
4. Altuera handitzeak panel fotovoltaikoen azpiko aire-zirkulazioa hobetzen laguntzen du, sistemaren tenperatura jaitsiz eta funtzionamendu-baldintza optimoak mantenduz.
Hala ere, goiko solairuaren altueraren igoerak eraikuntza-kostu handiagoak eta espazio-behar handiagoak ere esan nahi du. Beraz, goiko solairuaren altuera egokia aukeratzea tokiko klima-baldintzen eta sistema fotovoltaikoaren diseinu espezifikoaren arabera orekatu behar da.
Esperimentuak eta datuen analisia
Azken ikerketek diseinu-irtenbide optimizatu batzuk identifikatu dituzte teilatuaren angeluen eta goiko altueren konbinazio desberdinekin esperimentatuz. Hainbat eskualdetako benetako datuak simulatu eta aztertuz, ikertzaileek honako ondorioa atera dute:
5. inklinazio-angelu optimoa: oro har, teilatu-sistema fotovoltaiko baten inklinazio-angelu optimoa tokiko latitudearen gehi edo ken 15 graduko tartean dago. Doikuntza espezifikoak urtaro-aldaketen arabera optimizatzen dira.
6. goiko altuera optimoa: teilatuko sistema fotovoltaiko gehienentzat, goiko altuera optimoa 10 eta 20 zentimetro artekoa da. Altitude baxuegi batek beroa pilatzea eragin dezake, eta altuegi batek, berriz, instalazio eta mantentze-kostuak handitu.
Ondorioa
Eguzki-teknologiaren etengabeko aurrerapenarekin, sistema fotovoltaikoen energia-sorkuntzaren eraginkortasuna nola maximizatu arazo garrantzitsu bihurtu da. Ikerketa berrian proposatutako teilatuko sistema fotovoltaikoen inklinazio-angelu eta altuera optimoak optimizazio-irtenbide teorikoak eskaintzen dituzte, sistema fotovoltaikoen eraginkortasun orokorra hobetzen laguntzen dutenak. Etorkizunean, diseinu adimendunaren eta datu handien teknologiaren garapenarekin, diseinu zehatzago eta pertsonalizatuagoaren bidez, energia fotovoltaikoaren erabilera eraginkorragoa eta ekonomikoagoa lortu ahal izango dugula espero da.
Argitaratze data: 2025eko otsailaren 13a