تعیین زوایای بهینه سیستم های فتوولتاییک با در نظر گرفتن اثر سایه جزیی

یکی از عوامل بسیار موثر بر کارایی مزارع فتوولتاییک میزان تشعشع خورشید بر سطح پنل است. هرچه زاویه تابش بر صفحه پنل به 90 درجه نزدیکتر باشد، جذب انرژی توسط سلول فتوولتاییک بهتر انجام میگردد. در کنار میزان تشعشع و دمای محیط، سایه هایی که به دلیل عدم رعایت فواصل استاندارد میان آرایههای فتوولتاییک به دلیل کمبود زمین برای احداث مزارع فتوولتاییک، ابرها، درختان، ساختمان ها و... بر روی پنل ها ایجاد میشود ازجمله عوامل محیطی است که بر میزان انرژی و توان دریافتی از سیستم های فتوولتاییک بسیار موثر است و آن را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد. ازآنجاکه جلوگیری از وقوع سایه امکانپذیر نیست و ماژولهای فتوولتاییک در طول روز بارها به آن دچار میشوند، شناخت تاثیر سایه جزیی بر عملکرد این سیستم ها بسیار ضروری است. ماژول های فتوولتاییک نیاز به نقطه کار ماکزیمم توان در شرایط مختلف تابش خورشید و دما دارند. با استفاده از ردیاب ماکزیمم توان سیستم میتواند در نقطه کار ماکزیمم توان کار کند. تحت شرایط سایه چندین نقطه پیک در منحنی مشخصه ماژولها به وجود می آید که کار ردیاب ها را با مشکل مواجه میکند. در این مقاله، با استفاده از نرم افزارهای Matlab، System Advisor Model و Meteonorm مزرعه فتوولتاییک 30 مگاوات در شرایط اقلیمی شهر کرمان طراحی شده و زوایای بهینه ماهانه و سالانه برای دریافت حداکثر انرژی خورشید در سیستم های فتوولتاییک ثابت و سیستم های دارای ردیاب خورشیدی، با در نظر گرفتن اثر سایه جزیی محاسبه شده است. همچنین روشی برای از بین بردن، اثر سایه جزیی ارایه شده و میزان تاثیر آن بر توان خروجی مزرعه ارزیابی شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که دریافت ماکزیمم انرژی تشعشعی از خورشید در ماه های مختلف سال در زوایای مختلفی صورت میگیرد که با زاویه عرض جغرافیایی برابر نمیباشد و این زوایا برای سیستم ثابت و سیستم مجهز به ردیاب خورشیدی نیز، متفاوت میباشد. همچنین نتایج بیان میکنند که با استفاده از روش ارایه شده برای از بین بردن اثر سایه جزیی، راندمان مزرعه نسبت به حالتی که از این روش استفاده نشود به میزان 54/77 درصد افزایش مییابد که میزان قابل توجهی است.