Aurinkopaneelien asennuskulman vaikutus tuottoon.

Tästä näkee hyvin, miten eri asennuskulmat vaikuttavat tuottoon, saman valmistajan ja samantehoisissa paneeliryhmissä.
Paras tuotto tähän vuodenaikaan, kuten myös syksyllä, on 60 asteen kulma;

https://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPageOverview.aspx?page=3e8fa984-0ea1-47ec-ae5b-7e992b2cf033&plant=fe159cbf-ccd4-4351-86b6-b8673bd70563&splang=en-GB

Paras myös sikäli, että talvella lumet eivät jyrkkään kulmaan juurikaan kasaudu.
Kesällä näillä leveysasteilla, on päivä maailman pisin ja tuottoa tulee millä kulmalla tahansa ennätysmäisesti Suomessa.

Muutamalla tutullani on paneelit vielä jyrkemmällä kulmalla ja tuotot vielä paremmat, kuin ed  esittämässäni linkissä,
joissa verrattu tuottoa eri kulmilla, näin keväällä ja syksylläkin.
Lumiongelmaa ei juuri ollenkaan ja toimii vielä paremmin.
Aurinkohan on matalalla..näillä leveysasteilla keväällä, syksyllä, jolloin tuotto pitää kerätä parhaalla kulmalla,
kun energian tarve suurin ed mainittuihin vuodenaikoihin.
Laitan omat paneelini jyrkempään kulmaan tämän kesän aikana.
Se on itse tehdyssä puurakenteisessa asennuksessani helppoa.

Kuvia omasta hybridi tuotto ratkaisusta;

https://www.flickr.com/photos/123720330@N06/sets/72157644747486847/

Sehän on ihan siitä kiinni, haluaako vuosittaisen maksimituoton vai mahdollisimman leveän tuottokäyrän.

akkukäytössä leveä tuottokäyrä on kohta parempi mutta jos taas verkonkautta käyttää niin tällöin maksimitehoa kannattaa kyllä suosia.

Puuha sanoi:

akkukäytössä leveä tuottokäyrä on kohta parempi mutta jos taas verkonkautta käyttää niin tällöin maksimitehoa kannattaa kyllä suosia.

Klikkaa laajentaaksesi...

Pienillä paneelimäärillä varmaan näin, mutta jos järjestelmä alkaa olla niin suuri, että verkkoon päin on ajoittain nettotuotantoa, niin eiköhän leveä tuottokäyrä ala houkuttaa. Omaan käyttöön tarkoitetusta sähköstähän saa tyypillisesti moninkertaisen hyödyn myytyyn nähden ja etu korostuu syksyllä, kevättalvella sekä lisäksi aamuisin ja iltaisin, jos käyttää pörssihinnoiteltua sähköä, jonka hinta on aamulla ja illalla tyypillisesti keskipäivää kalliimpi. Tosin kesällä on tässä mielessä edullisinta asentaa paneelit lähes vaakatasoon, kun taas talvella pystyyn kohti etelää.

Paneelintuottoisin kulma on luonnollisesti sellainen missä aurinko suuntautuu paneeliin kohtisuoraan sekä pysty että vaakatasossa. Kiinteiden asennusten tuottokäyrät kertovat että paneelit tuottavat päivässä noin seitsemän tuntia. Paneelit voivat olla suunnattuna kaakon ja lounaan väliselle alueelle. Aika näyttää olevan aina sama. Hajasäteilyn sanotaan olevan noin 15% vallitsevasta säteilystä. Heijastuma esim. lumesta ei ole tässä merkityksessä hajasäteilyä. Paneelien nimellisteho säteilyllä  maksimissaan neliön paneelista tuottoa tuosta kertyy 20W-30W. Miksi tuo aika pysyy vakiona vaikka suuntakulma horisontissa vaihtelee. Se johtuu täysheijastuskulmasta (=kokonaisheijastuskulma) joka lasi-ilmarajapinnassa on 42 astetta.  Lasipinnan kohtisuorassa kohtaamiskulmassa heijastus on vähäisintä ja suurenee kunnes kohtaamiskulma saavuttaa tuon 42 astetta jolloin heijastuminen on lähes täydellistä. Valokaapeli on tunnetuin sovellus tuon täysheijastuskulman hyödyntämisestä.
Jos siis otamme kolme kesän aurinkoisinta kuukautta ja siitä neljän tunnin keskimääräisen auringon korkeuskulman päivittäin niin se on noin 40 asteen tienoilla. Vaakasuora paneeli ei siis saisi yhtään suoraa säteilyä keskimäärin. Todellisuudessa tuolta ajalta kertyy muutamia tunteja päivittäin juhannuksen kahta puolta missä suoraa säteilyä saadaan hyödynnettyä. Eikä tässä vielä kaikki. Jopa juhannuksena auringon paistaessa keskipäivällä n. 53 asteen kulmassa paneelin tehollinen aurinkoa saava ala pienenee muutaman prosentin 37 asteen kulmassa olevaan paneeliin verrattuna joka olisi optimikulma paneelille juhannuksena.
Kun auringon alimman ja ylimmän keskipäiväkorkeuden ero on 47 astetta saadaan siitä jakamalla päivien lukumäärällä 182  saadaan että paras korkeuskulma muuttuu jyrkempään päin 0,26 astetta päivässä keskimäärin.

Toisinsanoen tuon heijastumisen lisäksi paneelille tulevan säteilyn määrä pienenee 45 asteen kohtauskulmalla siten että bruttosätely kerrotaan 0,7  ja 30 asteen kulmalla kerrotaan 0,5
Kerroin on riippumaton säteilyn määrästä eikä koske hajasäteilyä.


Kari69

Savonius sanoi:

Se johtuu täysheijastuskulmasta (=kokonaisheijastuskulma) joka lasi-ilmarajapinnassa on 42 astetta.  Lasipinnan kohtisuorassa kohtaamiskulmassa heijastus on vähäisintä ja suurenee kunnes kohtaamiskulma saavuttaa tuon 42 astetta jolloin heijastuminen on lähes täydellistä. Valokaapeli on tunnetuin sovellus tuon täysheijastuskulman hyödyntämisestä.
Jos siis otamme kolme kesän aurinkoisinta kuukautta ja siitä neljän tunnin keskimääräisen auringon korkeuskulman päivittäin niin se on noin 40 asteen tienoilla. Vaakasuora paneeli ei siis saisi yhtään suoraa säteilyä keskimäärin.

Klikkaa laajentaaksesi...

Valokaapelin teoria ei sovi tähän tilanteeseen. Valokaapelissahan valo kulkee lasissa ja tarkoitus on estää valoa karkaamasta ilmaan. Aurinkopaneelissa on kyse reitistä ilma-lasi-ilma. Ilmasta tulevan valonsäteen suuntahan muuttuu lasissa kohtisuoremmaksi, jolloin valokin kulkee, vaikkakin heijastushäviöt kasvavat (vai väitätkö, ettei ikkunasta ole mahdollista nähdä ulos yli 50-asteen kulmassa?).

En nyt puutu muuhun, mutta toteanpa, että vaaka-asennuksen on todettu toimivan varsin hyvin esim. veneissä Suomessakin ja sähköä tulee kesäisin osateholla yli 12 tuntia.

Jos olet sitä mieltä että täysheijastuskulmaa ei ole niin varmaan sitten niin on. Siteerasin Wikiä mutta se voi olla epäluotettava. Odottelen kuitenkin mielenkiinnolla mittaustuloksiasi. Mittaa myös sen paneelin alla olevan, kehyksen rajaaman ilman lämpötila.
Tuosta valon taittumisesta lasissa sen verran että aivan oikein, se taittuu lasissa mutta jatkaa ilmassa tulosuunnassaan jyrkemmän kulman puolella.
Olet aivan oikeassa, kyllä paneelista osatehoa tulee aina kun on valoa. Jopa kuutamolla.

K...

Savonius sanoi:

Odottelen kuitenkin mielenkiinnolla mittaustuloksiasi. Mittaa myös sen paneelin alla olevan, kehyksen rajaaman ilman lämpötila.

Klikkaa laajentaaksesi...

No, teoreettisia laskelmiakin voi käyttää suuntaa antavana lähteenä. Viitteessä http://pvwatts.nrel.gov/pvwatts.php on kalkyylisovellus, jonka väitetään mallintavan paikkakunnan keskimääräisiä sääolosuhteita ja tyypillisen paneelin tärkeimmät häviöt. Tuolla kun laskee 1kW:n paneelin tuoton Helsingissä, niin vaaka-asennukselle (0o) tarjotaan vuosituotoksi 774kWh, mutta pystyasennukselle (90o, 180o kiertokulmalla) vain 694kWh. Pystyasennus tuottaa vaaka-asennusta enemmän ainoastaan syyskuusta maaliskuuhun. Vaaka-asennus tuottaisi tuon mukaan kesäkuussa 139kWh, kun taas pystyasennus vain 89kWh.

Varmaan se noin on. Mittaa se nyt tilaisuuden tullen kuitenkin itse jos voit. Alan itsekin uskoa noihin ulkomaisiin taulukoihin oitis kun niistä joku kertoo mitä Saariselän huipulle, riittävän pitkän matkan päähän rakennuksista asennettu paneelisto, joka on oikeasti koko ajan aurinkoa kohti, 24h, tuottaa touko , kesä, heinäkuussa.

Hmm, näitä saman tyylisiä keskusteluja on ollut vuosien varrella jossa sensijaan että voisi mennä pihalle mittarin kanssa ja mitata ampeerit paneelista niin vedotaan johonkin ulkomaiseen mahtiin joka ymmärtää vuorenvarmasti olosuhteemme ja tietää asiat meitä paremmin. Joskus asiat ovat monimutkaisempia oikeassa elämässä. Esim. Pohjoisnavalle kiinterästi etelään päin sijoitettu paneeli niin kuinka monta tuntia juhannuksena  aurinko paistaa siihen kohtisuoraan kun aurinko paistaa etelästä 24 tuntia. ;-)

K...