OSNOVNI ELEMENTI PRORAČUNA ENERGETSKOG POTENCIJALA SUNCA Proračun insolacije na solarni panel pri vedrom danu na osnovu ekstraterestričke iradijacije (Clear day model) Proračun insolacije na solarni panel u realnim uslovima oblačnosti na osnovu merenja horizontalne iradijacije

Elementi proračuna putanje Sunca u odnosu na ciljni objekat Slika 1: Zemljina orbita oko Sunca Slika 2: Odnos položaja Zemlje i Sunca u toku godine

Slika 3: Promena ugla deklinacije u toku godine Tabela 1: Vrednosti n za svaki 1. u mesecu

Optimalni nagibni ugao solarnog kolektora pri kome je maksimalno direktno zračenje na solarni panel u toku godine (prema modelu koji pretpostavlja vedre dane) Slika 4: Optimalni nagibni ugao solarnog kolektora u pogledu direktnog zračenja na kolektor u toku godine

Slika 5: Altitudni ugao Sunca u solarno podne, βN Nagibni ugao solarnog kolektora pri kome je maksimalno direktno zračenje na solarni panel u toku dana (prema modelu koji pretpostavlja vedar dan) Slika 5: Altitudni ugao Sunca u solarno podne, βN

Slika 6: Položaj Sunca u odnosu na neki objekat na Zemlji Određivanje položaja Sunca u odnosu na ciljni objekat Slika 6: Položaj Sunca u odnosu na neki objekat na Zemlji

Slika 7: Pojašnjenje pojma satnog ugla H Dodatni kriterijum za proveru da li je azimutni ugao Sunca veći ili manji od 900

Slika 8: Azimutni i satni uglovi Sunca u januaru i junu

Slika 9: Dijagram putanje Sunca za geografsku širinu 440

Proračun gubitaka usled senke okolnih objekata protraktor i kompas (busola) magnetska deklinacija za Sbiju: E3o34’ ÷ E4o16’ proračun ugla visine prepreke specijalizovan instrument Slika 10: Određivanje azimutnog i altitudnog ugla okolnih objekata

Slika 11: Dijagram putanje Sunca sa objektima koji prave senku

Tabela 2: Iradijacija 21. januara na geografskoj širini 400 Dnevna insolacija pri vedrom januarskom danu za južno okrenuti solarni modul sa fiksnim nagibnim uglom od 300, na lokaciji čija je geografska širina 400

Uticaj senki koje stvaraju moduli unutar fotonaponskog sistema - Stepen iskorišćenja terena: - Ugao senke: - Samozasenčenje: ako je altitutni ugao Sunca manji od ugla senke, β < α Potrebno rastojanje između redova se određuje na osnovu dva kriterijma: I kriterijum: α < βN , II kriterijum: d > 4h - Za d=4h:

Slika 12: Ugаo senke u funkciji stepenа iskorišćenja terena u i ugla nagiba modula γt Po I kriterijumu: βN =900-L-23.450 α > 21.750 Po II kriterijumu: za γt =340: α > 21.660 Slika 13: Senke redova panela ucrtane na dijagramu solarne putanje Sunca

Proračun ukupne insolacije na solarni kolektor pri vedrom danu na osnovu ekstraterestričke iradijacije (Clear day model) Ukupna iradijacija na solarni kolektor: Ekstraterestrička iradijacija Direktna komponenta iradijacije na površini Zemlje (Bouquer-Lambert-ov zakon):

Slika 12: Ekstraterestrička iradijacija i ekstraterestričko zračenje koje uđe u Zemljinu atmosferu

Slika 13: Incidentni ugao Sunčevog zračenja na solarni kolektor Direktna komponenta iradijacije na solarni kolektor koji je postavljen pod nagibnim uglom Σ i azimutnim uglom Slika 13: Incidentni ugao Sunčevog zračenja na solarni kolektor

Slika 14: Međusobni položaj Sunca i solarnog kolektora Direktna komponenta iradijacije na horizontalnoj površini (Σ=0, β+θ=900): Direktna komponenta iradijacije na kolektor orijentisan prema Suncu ( = , β+θ+Σ=900):

Slika 15: Difuziono zračenje na površini solarnog kolektora Difuziona komponenta zračenja na horizontalnoj površini: Difuziona komponenta iradijacije na solarni kolektor koji je postavljen pod nagibnim uglom Σ i azimutnim uglom Slika 15: Difuziono zračenje na površini solarnog kolektora

Slika 16: Reflektovano zračenje na površini solarnog kolektora Reflektovana komponenta iradijacije na solarni kolektor koji je postavljen pod nagibnim uglom Σ i azimutnim uglom Slika 16: Reflektovano zračenje na površini solarnog kolektora

Slika 17: Refleksione karakteristike za različite vrste podloge

Slika 18: Ukupna iradijacija na solarni kolektor

Solarni kolektori sa sistemima za optimalno praćenje Sunca Nagibni ugao i azimutni ugao fiksno postavljenog solarnog kolektora pod pretpostavkom da su dani vedri u toku godine Komponente iradijacije na solarni kolektor:

Slika 19: Solarni kolektor sa sistemom za jednoosno praćenje Sunca

Nagibni ugao i azimutni solarnog kolektora sa sistemom za jednoosno praćenje Sunca pod pretpostavkom da su dani vedri u toku godine Incidentni ugao Sunčevog zračenja na solarni kolektor: Komponente iradijacije na solarni kolektor:

Slika 20: Solarni kolektor sa sistemom za dvoosno praćenje Sunca

Nagibni ugao i azimutni solarnog kolektora sa sistemom za dvoosno praćenje Sunca pod pretpostavkom da su dani vedri u toku godine Incidentni ugao Sunčevog zračenja na solarni kolektor: Komponente iradijacije na solarni kolektor:

Proračun insolacije na osnovu merenja u realnim uslovima Senzori za merenje solarne iradijacije: - piranometar (pyranometer) - pirheliometar (pyrheliometer) Slika 22: Thermopile crno-beli piranometar i Li-Cor sillicon cell piranometar

Slika 24: Pirheliometer sa sistemom za praćenje Sunca Slika 23: Piranometar sa obručem i stanica za merenje solarne iradijacije Slika 24: Pirheliometer sa sistemom za praćenje Sunca

Ukupna srednja horizontalna insolacija: Indeks vedrosti (čistoće): - srednja dnevna horizontalna insolacija na površini Zemlje - srednja dnevna horizontalna insolacija ekstraterestričkog zračenja Satni ugao izlaska Sunca

Dekompozicija ukupne horizontalne insolacije na direktnu i difuzionu komponentu (Liu-Jourdan-ova formula): Difuziona i reflektovana komponenta insolacije: Direktna komponenta iradijacije na horizontalnoj površini izražena preko direktne iradijacije IB

Direktna komponenta iradijacije solarni kolektor izražena preko faktora kosine RB Srednji faktor kosine: Satni ugao pri prvom obasjavanju kolektora ako je θ=900: Direktna komponenta insolacije na solarni kolektor: Ukupna srednja insolacija na površini solarnog kolektora: