Про симулятор сонячної панелі
Ця симуляція моделює потужність фотоелектричної панелі, обчислюючи положення Сонця протягом дня. Вона використовує стандартний метод схилення–часового кута, де схилення δ = 23.45° × sin(360° × (день + 284) / 365), а висота Сонця визначається як sin(alt) = sin(φ)sin(δ) + cos(φ)cos(δ)cos(h). Пряме опромінення на нахиленій поверхні дорівнює G₀ × cos(θᵢ) — косинусу кута падіння між вектором Сонця та нормаллю панелі.
Повзунки задають широту, день року, кут нахилу та азимут панелі, ККД комірки η, площу та температуру повітря. Вихідна потужність дорівнює P = η × A × Gᵗ × (1 − 0.004 × (Tᶜ − 25)), що враховує теплову деградацію, від якої потерпають реальні модулі при нагріванні. Добова крива, дуга Сонця та кнопка Авто-Оптимізації допомагають знайти кут нахилу, що максимізує річне вироблення — ключове рішення під час розміщення панелей на даху чи на землі.
Поширені запитання
Що саме обчислює цей симулятор?
Він обчислює миттєву електричну потужність і добове вироблення енергії плоскої фотоелектричної панелі. Для кожної чверті години доби він знаходить висоту та азимут Сонця, опромінення, що падає на нахилену поверхню, і отриману потужність у ватах, а потім підсумовує їх, отримуючи добову енергію у ват-годинах.
Як знаходиться положення Сонця?
Він використовує класичні рівняння схилення та часового кута сонячної геометрії. Схилення наближено дорівнює 23.45 градуса, помноженому на синус кута, що залежить від дня року, а висота Сонця визначається з широти, схилення та часового кута. Часовий кут зростає на 15 градусів за годину відносно сонячного полудня.
Що роблять елементи керування нахилом та азимутом?
Нахил — це кут панелі від горизонталі, від 0 градусів (плоско) до 90 градусів (вертикально). Азимут — це напрямок за компасом, відлічений від точного півдня, де 0 градусів дивиться на екватор. Разом вони орієнтують нормаль панелі, яку порівнюють із вектором Сонця, щоб знайти кут падіння, що масштабує захоплене опромінення.
Чому потужність падає, коли панель нагрівається?
Кремнієві комірки втрачають приблизно 0.4% своєї потужності на кожен градус вище 25°C — стандартної тестової температури. Модель оцінює температуру комірки як температуру повітря плюс приріст, пропорційний опроміненню, а потім застосовує множник (1 − 0.004 × (Tᶜ − 25)), тож розпечений літній дах виробляє менше за свою номінальну пікову потужність.
Що робить кнопка Авто-Оптимізації?
Вона перебирає кут нахилу від 0 до 90 градусів із кроком 1 градус, інтегруючи добове опромінення для кожного значення, і обирає нахил, що максимізує захоплення енергії для поточної широти та дня. Вона також скидає азимут до 0 градусів (точний південь) — оптимуму для нерухомої панелі в північній півкулі.
Який кут нахилу підходить для нерухомої панелі?
Як орієнтир, цілорічний фіксований нахил, приблизно рівний широті місцевості, працює добре. Для більшого вироблення влітку нахиляйте панель пологіше, а взимку — крутіше, бо Сонце ходить нижче над горизонтом. Показник оптимального кута в симуляторі відображає найкраще значення для одного обраного дня.
Наскільки точна модель опромінення?
Це наближення для ясного неба та прямого пучка. Атмосферне ослаблення моделюється членом повітряної маси AM = 1/sin(alt) та степеневим законом пропускання. Вона ігнорує розсіяне випромінювання неба, відбите від землі світло, хмари, пил та затінення, тож добре ілюструє геометрію, але не повинна замінювати повне дослідження вироблення енергії.
Чому форма добової кривої змінюється із сезоном?
День року задає схилення Сонця, яке зсуває всю дугу Сонця вище чи нижче та подовжує або скорочує день. Поблизу літнього сонцестояння Сонце високо протягом багатьох годин, даючи широку, високу криву потужності; взимку крива вузька та низька, а на крайніх широтах Сонце може взагалі не сходити.
Що таке кут падіння і чому він важливий?
Це кут між вхідним сонячним світлом та лінією, перпендикулярною до панелі. Збирається лише складова опромінення вздовж цієї нормалі, тож захоплене світло масштабується за її косинусом. Коли Сонце дивиться прямо на панель, кут дорівнює 0 градусів і захоплення максимальне; під ковзними кутами збирається мало енергії.
Як я можу використати це для реальної установки?
Задайте широту вашої місцевості, проженіть день року через усі сезони та зчитайте добову енергію й оптимальний кут нахилу. Налаштуйте ККД та площу під реальний модуль, а потім порівняйте орієнтації, щоб зважити крутіше зимове кріплення проти пологішого літнього. Сприймайте ці числа як верхні межі для ясного неба, а не як гарантоване вироблення.