بررسی و راه‌اندازی پنل‌های خورشیدی با توجه ‌به پارامترهای محیطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک ، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایۀ زنجان، زنجان، ایران

3 گروه فیزیک، مؤسسۀ آموزش عالی عبدالرحمن صوفی رازی، زنجان، ایران

4 پارک علمی و فناوری استان زنجان، زنجان، ایران

چکیده

از عوامل تأثیرگذار بر پنل‌های خورشیدی، میزان ابر، سرعت باد، دما، عرض و طول جغرافیایی را می‌توان نام برد. هدف از این پژوهش تخمین میزان ابر و تأثیر آن بر عبور پرتوهای خورشید و به‌ دست ‌آوردن بازده پنل‌های خورشیدی در برخی شهرهای ایران از اقلیم‌های مختلف بوده که البته تأثیر دما و باد نیز بررسی گردیده است. برای این کار چهار شهر شیراز، زنجان، همدان و آببر در نظر گرفته شدند. تخمین میزان ابرناکی که بر ولتاژ، جریان و توان پنل اثر دارد با بررسی ضخامت ابر در لایه‌های مختلف آسمان به دست آمد. محاسبۀ تابش ساطع‌شده بر سطح پنل با استفاده از مدل اینیشین در نرم‌افزار پی وی لیب پایتون انجام شده است. تأثیرات ابرناکی بر توان خروجی پنل برای هر شهر مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج حاصل، ضمن تأیید تأثیر دما، سرعت باد و ابرناکی در توان خروجی پنل، مهم اینکه در مکان‌هایی که حتی ابرناکی بالای ۸۰% است، توان قابل‌ توجه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Bahramloeian, S., "Study of solar energy on Zanjan province and applied case for deseign of solar water heate", MSc Thesis, Supervisors: Abedini, Y. and Asareh, H., University of Zanjan, 2015.
[2] Green, M. A., "Third generation photovoltaics: solar cells for 2020 and beyond", Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 14, pp. 65-70, 2002, https://doi.org/10.1016/S1386-9477(02)00361-2.
[3] Günes, S., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S., "Conjugated polymer-based organic solar cells", Chemical Reviews, Vol. 107, pp.1324-1338, 2007, https://doi.org/10.1021/cr050149z.
[4] Hosseiny M. E., "Estimating the maximum power of solar energy on tilted surfaces by atmospheric parameters in Iran", MSc Thesis, Institute of Abdorahman Soofi Razi, Zanjan, Iran, 2016.              
[5] Tonui, J. K., Tripanagnostopoulos, Y., "Air-cooled PV/T solar collectors with low cost performanceimprovements", Solar energy, Vol. 81, No. 4 pp. 498-511, 2007, https://doi.org/10.1016/j.solener.2006.08.002.
[6] Dabaghzadeh, N., Eslami, M., "Three dimensional transient numerical modeling of temperature distribution and output power in photovoltaic module", Energy Engineering and Management, Vol. 11, No. 2, PP. 106-115, 2021, https://doi.org/10.22052/11.2.5.
[7] Armstrong, S., Hurely, W.G., "A thermal model for photovoltaic panels under varying atmospheric conditions", Applied Thermal Engineering, Vol. 30, No. 11, PP. 1488-1495, 2010, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.03.012.
[8] Midya, P. e. et al., "Dynamic maximum power point tracker for photovoltaic applications". Power Electronics Specialists Conference, 1996, https://doi.org/10.1109/PESC.1996.548811.
[9] Hussein, K.H. et al., "Maximum photovoltaic power tracking: an algorithm for rapidly changing atmospheric conditions", IEE Proceedings-Generation Transmission and Distribution, 142.1, 59-64, 1995.
[10] Tina, G.M., Abate, R., "Experimental verification of thermal behaviour of photovoltaic modules", Electrotechnical Conference, The 14th IEEE Mediterranean, 2008, https://doi.org/10.1109/MELCON.2008.4618497.
[11] Matsukawa, H., Kurokawa, K., "Temperature fluctuation analysis of photovoltaic modules at short time interval", Photovoltaic Specialists Conference, 31st IEEE, 1816-1819, 2005, https://doi.org/10.1109/PVSC.2005.1488505.
[12] Crabtree, G.W., Lewis, N. S., "Solar energy conversion", Physics Today, Vol. 60, pp. 37-42, 2007, https://doi.org/10.1063/1.2718755.
[13] Su, D.E., "Dynamic performance analysis of photovoltaic–thermal solar collector with dual channels for different fluids", Energy Conversion and Management, Vol. 120, pp.13-24, 2016, https://doi.org/ 10.1016/j.enconman.2016.04.095.
[14] Sabziparvar, A., Shetaee, H., "Estimation of global solar radiation in arid and semi-arid climates of East and West Iran", Energy, Vol. 32, pp 649-655, 2007, https://doi.org/10.1016/j.energy.2006.05.005.
[15] Ashjaee, M., Roomina, M.R., Ghafouri-Azar, R., "Estimating direct, diffuse global solar radiation for various cities in lran by two", 1993, https://doi.org/10.1016/0038-092X(93)90066-W.
[16] khaledi, P., Modeling solar cells by the drift-diffusion equations in the silicon and quantum dot structures, Msc Thesis, Azarbaijan Shahid Madani University, 2016.
[17] Matthew, J.R., Clifford, H., Joshua S.S., "Global horizontal irradiance clear sky models: Implementation and Analysis", Sandia Reports, Sand 2012-2389, 2012, https://doi.org/10.2172/1039404.
[18] Amori, K.E., Abd-AlRaheem, M.A., "Field study of various air based photovoltaic/thermal hydbrid sollar collector", Renewable Energy, Vol. 63, pp. 402-414, 2014, https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.09.047.
[19] Ineichen, P., Perez R., "A new air mass independent formulation for the Linke turbidity coefficient", Solar Energy, Vol. 73, pp. 151-157, 2002, https://doi.org/10.1016/S0038-092X(02)00045-2.
[20] Slimani, M. E. A. et al., "A detailed thermal-electrical model of three photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid air collectors and photovoltaic (PV) module: comparative study under Algiers climatic", Energy Conversion and Management, Vol. 133, 2017, https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.10.066.
[21] Kasten, F., "A simple parameterization of the pyrheliometric formula for determining the linke turbidity factor", Meteorologische Rundschau, Vol. 33, 1980.
[22] Salehi, M. et al, "Effects of temperature and wind on the photovoltaic energy recieves from the Sun in Zanjan provinence using PVLib python", The 4th Reg. Conf. on Climate Change and Global Warming, 2018.
[23] King D.L., Kratochvil, J.A., "Photovoltaic array performance model", Sandia National Laboratories, SAND2004-3535, 2004, https://doi.org/10.2172/919131.
[24] King, B. H. et al., "Procedure to Determine Coefficients for the Sandia Array Performance Model (SAPM)", SAND2016- 5284, 2016, https://doi.org/10.2172/1256510.