Jede Implementierung eines nachhaltigen photovoltaischen Solarenergiesystems impliziert die Optimierung der zu verwendenden Ressourcen. Dies ist die Grundlage für das Design und die Montage von Solaranlagen zur Optimierung der Produktion erneuerbarer Energie.
Um eine optimale Umwandlung der Sonnenenergie zu erreichen, ist es unerlässlich, den Sonnenpfad, das Bedarfsprofil und die Bedingungsfaktoren des Standorts der Solarmodule zu kennen. All dies beinhaltet die Bestimmung des Neigungsgrades und der Ausrichtung der Solarmodule in Festinstallationen, um die minimalen Kosten unserer Photovoltaikanlage pro erzeugter Kilowattstunde zu erreichen und das Beste aus unserer Investition herauszuholen.
Architektonische Aspekte, die die Installation von Sonnenkollektoren beeinflussen
Aus Gründen der architektonischen Anpassung befinden sich die Solarmodule einer Eigenverbrauchsanlage meist auf dem Dach, jedoch nicht in der Nähe des Speichers oder der Energiezähler.
Aus Gründen der Sicherheit und architektonischen Einbindung wird in der Regel das Dach der Gebäude als Standortbereich für die Photovoltaik-Solarpanels festgelegt.
Das Dach ist ein Strukturelement des Gebäudes, von dem wir im Wesentlichen vier Parameter kennen müssen. Diese vier Punkte bestimmen die Anordnung der Solarmodule und der Verankerungssysteme in unserer Photovoltaikanlage:
-
die zur Verfügung stehende Fläche.
-
die Ausrichtung des Gebäudes.
-
die strukturelle Belastung, die es tragen kann.
-
das Auftreten von Schatten, die es haben kann.
An welchem Standort sollten Solarmodule an einem Gebäude angebracht werden?
Die verfügbare Fläche wird durch die Dachfläche bestimmt, auf der die Immobilie die Photovoltaikmodule anbringen möchte. Es muss sichergestellt werden, dass diese Oberfläche ein leicht zugänglicher Raum für Wartungsarbeiten ist, während dieser Raum vor Vandalismus oder herabfallenden Gegenständen geschützt werden muss.
Schatteneinfall
Ein zu berücksichtigender Aspekt ist die Verschattung, die auf die Photovoltaikmodule einwirken kann. Während des Tages variieren die Reste in ihrer Position, aber sie variieren auch während der verschiedenen Jahreszeiten.
Im Winter bewegt sich beispielsweise die Sonnenstrahlung in einer weniger senkrechten Richtung zur Erdoberfläche als im Sommer, sodass die Schatten viel länger sind.
Schatten führen zu einem erheblichen Rückgang der Produktion von Solarmodulen, insbesondere wenn sie während der Stunden mit maximalem Sonnenschein auftreten.
Bei der Vermeidung möglicher Schatten auf den Photovoltaikmodulen ist Folgendes zu beachten:
-
Schließen Sie Schatten, das sind Objekte, die die direkte Strahlung der Sonne vorübergehend blockieren.
-
Entfernte Schatten, die Elemente der Landschaft sind, die die Sonne vor dem Bereich verbergen, in dem sich die Solaranlage befindet.
Was ist die beste Ausrichtung für Solarmodule?
Um die Sonneneinstrahlung optimal zu nutzen, ist es ratsam, die Solarmodule nach Süden auszurichten, wenn wir uns auf der Nordhalbkugel befinden, und nach Norden, wenn wir uns auf der Südhalbkugel befinden.
Indem sie auf diese Weise nach Süden oder Norden ausgerichtet werden, ist es möglich, die Zeit der Sonneneinstrahlung und den Einfallswinkel zu optimieren, wodurch die Erfassung der Sonnenenergie verbessert wird.
Was ist die beste Neigung für Solarmodule?
Die optimale Neigung von Photovoltaikmodulen besteht darin, dass die Oberfläche des Solarmoduls senkrecht zur Sonneneinstrahlung steht.
Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung variiert jedoch im Laufe des Tages und zu verschiedenen Jahreszeiten. Aus diesem Grund müssen wir, sofern wir keinen Solartracker installieren, nach der idealen Neigung der Platten suchen, um die Erfassung der Sonnenenergie das ganze Jahr über weltweit zu maximieren.
Die ideale Neigung der Photovoltaikmodule hängt davon ab, in welchem Breitengrad wir uns befinden, zu welcher Jahreszeit Sie sie nutzen möchten und ob Sie über ein eigenes Stromaggregat verfügen oder nicht.
In der obigen Grafik beträgt die durchschnittliche jährliche Neigung 40 Grad.
Manchmal ist es nicht möglich, die richtigen Neigungs- und Ausrichtungsbedingungen zu erreichen. In diesem Fall müssen die Verluste der einfallenden Strahlung aufgrund von Standortbeschränkungen bewertet werden.
Ziel ist es, die maximale Rechtwinkligkeit des Solarmoduls in Bezug auf die empfangene Sonnenstrahlung zu erreichen. Auf diese Weise wird die von den Photovoltaikzellen gewonnene Energie größer.
Andere Bedingungen
Es gibt jedoch Bedingungen, die diese Prämisse ändern können. In Bergregionen mit häufigem Schneefall wird es wichtig sein, die steilen Hänge des Daches zu nutzen, die einerseits aufgrund ihres günstigen Neigungswinkels für den Winter profitieren und andererseits, weil sie es zulassen der Schnee zu fallen und sich nicht über den Sonnenkollektoren anzusammeln.
Abstand zwischen Reihen von Solarmodulen
Die Trennung zwischen den Reihen von Photovoltaikmodulen muss gewährleisten, dass sich während der Winter- / Sommersonnenwendemonate keine Schatten zwischen den Reihen von Solarmodulen überlagern.
Dieser Abstand wird bei horizontal (auf einer Ebene) angeordneten Paneelen durch den folgenden Ausdruck bestimmt.
d = ( h / tanH) cosA
In was:
-
d ist der Mindestabstand zwischen den Plattenlinien.
-
h, ist die Höhe der Plattenlinie (vertikal, vom obersten Punkt auf dem Boden).
-
tanH, ist der Tangens der Sonnenhöhe (Winkel) im ungünstigsten Monat in unserem Breitengrad.
-
cosA ist der Kosinus des Sonnenazimuts im schlechtesten Monat (Dezember) bei 10 Sonnenstunden.