طراحي پژوهشكده انرژي هاي پاك، با استفاده از بهينه‌سازي توان خروجي سايبان خورشيدي متحرك در نما

كارشناسي ارشد

سايبان‌هاي صفحات خورشيدي متحرك در نماي ساختمان، نقش مهمي در دريافت انرژي خورشيدي و توليد انرژي الكتريكي با استفاده از تنظيم زاويه‌ي رديابي خورشيدي ايفا مي‌كنند. مطالعات پيشين در رابطه با اين سايبان‌ها، با اشاره به تاثير شديد سايه‌هاي متقابل صفحات خورشيدي متحرك در كاهش توان خروجي، در پي به حداكثر رساندن ميزان تابش كلي بر روي اين صفحات بوده‌اند. اما در اين پژوهش، براي اولين بار، به منظور به حداكثر رساندن توان خروجي، رابطه‌ي بهينه‌ ميان افزايش تابش كلي و حذف سايه‌هاي متقابل صفحات خورشيدي، بر اساس زاويه‌ي چرخش صفحات خورشيدي، تبيين شده است. اين روش، به شكل‌گيري سايبان خورشيدي متحرك بدون سايه انجاميده است. بدين منظور، ابتدا يك مدل هندسي سايبان خورشيدي متحرك ارائه شد. سپس، انرژي الكتريكي توليد شده و بازده سايبان خورشيدي متحرك بر اساس تابش معادل جهاني و اثر تابش جزئي، در مدل پيشنهادي اين پژوهش، يعني مدل رديابي خورشيدي بدون سايه با مدل رديابي خورشيدي متداول، در بازه‌هاي زماني متفاوت (لحظه‌اي، روزانه، ماهيانه و ساليانه‌) با استفاده از كامپيوتر، شبيه‌سازي و با هم مقايسه شد. در نهايت، تاثير فاصله‌ي بين ماژول‌ها بر عملكرد آن‌ها در دو روز مهم سال (انقلاب تابستاني و اعتدال پاييزي) ارزيابي شد. شبيه‌سازي‌ها در شهر همدان (N 85°/34 ، E53°/48)، ايران با استفاده از داده‌هاي آب و هوايي اين شهر انجام شده است. يافته‌ها نشان داد كه توان خروجي و ميانگين بازدهي ساليانه در سايبان‌هاي خورشيدي متحرك، در مدل رديابي خورشيد بدون سايه نسبت به مدل رديابي سنتي خورشيدي عمود، به ترتيب معادل 56/51% و26/32% افزايش داشته است. اين در حالي است كه ميزان تابش كلي بر روي صفحات خورشيدي، در مدل رديابي خورشيدي عمود، 24/10% بيشتر بوده است. همچنين برخلاف بالا بودن تابش كلي در ماههاي گرم سال، توان توليدي و بازده‌ي سيستم مدل رديابي خورشيدي بدون سايه در فصول سرد بيشتر مي باشد. نسبت پوشش نما تاثير بسزايي در عملكرد سايبان خورشيدي متحرك دارد. بيشترين انرژي توسط مدل رديابي خورشيدي بدون سايه با نسبت پوشش نما برابر با يك توليد مي‌شود. همچنين در مدل رديابي خورشيدي بدون سايه با كاهش نسبت پوشش نما در روزهاي انقلاب تابستاني و اعتدال پاييزي توان خروجي و بازدهي هر ماژول خورشيدي بيشتر شد. اما به دليل كاهش سريع‌تر تعداد و مساحت ماژول‌ها، توان خروجي سايبان متحرك خورشيدي كاهش يافت.

194681

دانشگاه علم و صنعت ايران

معماري پايدار

دكتر عباس تركاشوند - دكتر محسن فيضي