• Ilmaisenergia.info -foorumi yhdistetään Konekansa.net -foorumin osaksi vuoden 2025 aikana. LUE TÄMÄ pitääksesi käyttäjätunnuksesi voimassa, kiitos!

Paistaa se aurinko risukasaanki

sam123

Active member
Eiköhän se nyt ole helpompi laittaa täppä kartalle ja katsoa KK-tuotot suoraan talukosta. http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

Omat mittaukset ovat toki hauskaa ajankulua. Mutta vain hauskaa ajankulua.
 

kotte

Well-known member
Epäilemättä kumminkin maailman periaatteessa parhaat paikat tuottaa jatkuvaa aurinkoenergiaa olisivat pohjois- ja etelänavalle sijoitetut korkeat tornit ja päähän kiinnitetty vertikaaliakselin ympäri kiertävä keräin (pystykulmaa säädettäisiin vuoden jaksolla). Runsaan 10km korkeudesta kumpikin tuottaisi melko täydellä teholla sähköä luokkaa 45% vuodesta, yhdessä luokkaa 90% huipunkäyttöajalla, kun ollaan pilvien yläpuolella, ilmakehäkään ei enää kovin paljon häiritse ja katvejaksot limittyvät ideaalisesti. Säteilyn geometrian kannalta pohjoisnapa olisi päiväntasaajan veroinen paikka 2-akseliträkkäykselle (mutta pilvisyyden kannalta tuskin ja pilvettämänkin ilmakehän kannalta ehdottomasti ei).

Käytännössä moisten tornien rakentaminen on tietenkin mahdotonta ja kustannukset astronimisia (jos olisi mahdollista), eikä riittävän isoja paneeleita ole mahdollista asentaa tornin päähän liikuteltavaksi. Ilmapalloratkaisut olisivat sitten ihan oma lajinsa (valtaisine) haasteineen.

Tehokkain ratkaisu olisi periaatteessa stratosfäärissä leijaileva ilmalaiva, joka kerää pohjoisnavan stratofäärissä säteilyä koko kesäajan optimaalisessa kulmassa, ajaa syyspäivän tasauksen aikoihin etelänavalla ja kerää siellä energiaa kevätpäivän tasauksen tienoille, jolloin matkaa takaisin pohjoisnavalle. Sähkön siirto hyödynnettäväksi olisi jälleen oma haasteensa.

Tämä kyllä viittaa siihen, että pelkän geometrian mielessä kaikkialta maapallolta pystyy vuoden jakosolla keräämään saman määrän auringon säteilyä 2-d träkkäyksellä. Aurinko näyttää kiertyvän kaikkialla maapallon pinnalla ikään kuin nousevaa ja laskevaa ympyränrataa pitkin (päiväntasaajalla kiertoympyrä on pystyssä ja siirtyy vaakaan, navoilla kiertoympyrä taas on vaakaan ja siirtyy pystysuuntaan). Tuon radan pisteet jäävät vuoden kuluessa kaikkialla varsin tarkkaan fifty-fifty horisonttitason ylä- ja alapuolelle, joten vain pilvisyys ja etenemisreitin pituus ilmakehässä ratkaisevat vuositasolla. Päiväkohtainen saanto taas on päiväntasaajalla tasaisin eri vuodenaikojen yli keskiarvoistettuna ja epätasaisuus kasvaa kohti napoja.
 

Savonius

Well-known member
dumo sanoi:
Savonius sanoi:
Se on pikkuisen eri asia tuo maanpinnalle laskettu säteily kuin aurinkoa kohtisuorassa olevaan paneeliin kohdistuva. Lähtökohtana on että auringosta tulee se vajaa1400W kohtisuoraan mitattuna vuodenajasta riippumatta. Kun siitä vähennetään  ilmakehän vaikutukset jää jäljelle 1000W.

Kohtisuoraa säteilyä tulee pohjoiseen vähemmän, koska säteily kulkee ilmakehässä pidemmän matkan. Voisi jopa kuvitella, että samasta syystä optima

Miten niin pitemmän matkan. Samalla kaltevuuskulmalla matka on kutakuinkin sama.  Pikkuisen alempaa aurinko paistaa lähtökohtaisesti mutta kun nuo vesihöyryt ym. bruttosäteilyä vähentävät tekijät esiintyvät pääosin alle 3000m korkeuden alapuolella muutamalla sadalla metrillä ei suuria eroja synny kun otetaan vielä huomioon pohjoisen pienempi saastepitoisuus ja alhaisempi absoluuttinen kosteus.
 

denzil dexter

Well-known member
Savonius sanoi:
dumo sanoi:
Kohtisuoraa säteilyä tulee pohjoiseen vähemmän, koska säteily kulkee ilmakehässä pidemmän matkan. Voisi jopa kuvitella, että samasta syystä optima

Miten niin pitemmän matkan. Samalla kaltevuuskulmalla matka on kutakuinkin sama.  Pikkuisen alempaa aurinko paistaa lähtökohtaisesti mutta kun nuo vesihöyryt ym. bruttosäteilyä vähentävät tekijät esiintyvät pääosin alle 3000m korkeuden alapuolella muutamalla sadalla metrillä ei suuria eroja synny kun otetaan vielä huomioon pohjoisen pienempi saastepitoisuus ja alhaisempi absoluuttinen kosteus.

No jos Lapissa paistaa aurinko 10 asteen kulmassa, se kulkee ilmakehässä noin 5.5-kertaisen matkan verrattuna siihen, että se paistaisi suoraan ylhäältä. Tuon vuoksi tehoja ei tule, lumet eivät sula eivätkä uv-indeksit nouse, vaikka kuinka keskiyön aurinko mollottaisi. Helpoin keinohan on ottaa lukema jostain napapiirin pohjoispuolen aurinkopaneelista ja verrata sitä etelän vastaaviin (lämpötilakertoimilla korjattuna), jos uskonpuute vaivaa.
 

Savonius

Well-known member
Valitettavasti nuo kartat kuvaavat maanpinnalle tulevaa säteilyä. Se kuvaa siis säteilyä jonka vaakasuoraan asennettu paneeli saa neliömetrille.
Otetaanpa esimerkki. Aurinko paistaa kymmenen asteen kulmasta. Laitetaan laudanpätkä tasaiselle maalla. Annetaan hetken aikaa lämmetä. Mitataan siitä laudan pinnan lämpötila. Laitetaan sama pätkä seinälle ja mitataan siitä lämpötila jonkin ajan perästä. Sen jälkeen vaan pohditaan että mistähän lämpötilaero johtuu. Jos vielä askarruttaa niin kannattaa syventyä edelläolleeseen ajovalolamppu vertaukseen.
Vertauksen vuoksi. Aurinko paistaa Inarissa juhannuksena korkeimmillaan noin 44 asteesta kun se meillä Mynämäellä porottaa 53 asteelta. Matalimmillaan Inarissa aurinko käy juhannuksena noin kolmessa asteessa ja kyllä silloinkin vatteja kertyy jos paneelin naama on päin aurinkoa.
 

denzil dexter

Well-known member
Savonius sanoi:
Valitettavasti nuo kartat kuvaavat maanpinnalle tulevaa säteilyä. Se kuvaa siis säteilyä jonka vaakasuoraan asennettu paneeli saa neliömetrille.

Eivät kuvaa, vaan kuten kuvassa lukee "For optimally inclined solar panel". Eli etelään suunnattu, kallistukseltaan optimaalinen paneeli.
 

kotte

Well-known member
denzil dexter sanoi:
Savonius sanoi:
Valitettavasti nuo kartat kuvaavat maanpinnalle tulevaa säteilyä. Se kuvaa siis säteilyä jonka vaakasuoraan asennettu paneeli saa neliömetrille.

Eivät kuvaa, vaan kuten kuvassa lukee "For optimally inclined solar panel". Eli etelään suunnattu, kallistukseltaan optimaalinen paneeli.
Toki "for optimally inclined solar panel" voisi suoraan sanoa "for optimally inclined fixed solar panel". Sinällään olisi mielenkiintoista nähdä mittauksia dynaamisesti 2-akselin suhteen ohjatulla keräimellä saadusta optimaalisesta energiamäärästä, jossa olisi vielä mukana lämpötilakorjaus tyypilliselle paneelin tuotolle (mielellään vielä pilvisyys, ilmakehän säteilykulmasta riippuva perusvaimennus ja lämpötilan vaikutus eroteltuina). Epäilemättä napapiirin pohjoispuolelta löytyy vähäpilivisiäkin alueita, joilta saa vuoden kesäpuoliskolla suhteessa varsin hyvän tuoton. Mitän pohjoisemmas mennään, sitä suurempi on aktiivisen träkkäyksen merkitys (tai ainakin paneelien kääntäminen useampaan kulmaan vuorokauden kuluessa).
 

Savonius

Well-known member
Niin, jos joku on nähnyt jonkun mittailevan noita tehoja paneelikäyttöä varten niin kertokoon tapauksesta. Tuo vastaava värikartta oli nähtävillä 90 luvun alun ensimmäisillä www sivuilla. Sitä on sitten monistettu moniin tarkoituksiin monistajan ymmärryksen mukaan.
En tuossa  "teesissä" maininnut varsinaisesti paneelille tulevasta tehosta vaan että valon määrä alkaa lisääntymään mitä pohjoisemmaksi mennään ja että lisääntyminen alkaa noin päivää ennen kevätpäivän tasausta ja päättyy sinne syyspäivän tasauksen tienoille. Tietenkin paneeleillekin tuleva teho lisääntyy jos paneeli on suunnattuna kohti aurinkoa. Paneelin pinta siis kohtisuoraan aurinkoa kohti koko auringon näkyvissä olon ajan.

Mielenkiintoisen näkökohdan avaa myös saksan ympäristöministerin lausunto jossa hän kertoi että 2015 oli saksassa erinomainen aurinkosähkön tuotannon kannalta. 2015 oli aurinkoisia tunteja ollut noin 1600 kun noita aurinkoiseksi laskettavia tunteja, yli 75% nimellistehosta, tunteja on normaalisti 1500. Keskimäärin suomessa muistaakseni noin 2200. 2015 Mynämäellä 2400. Napapiirin yläpuolella varmaan huomattavasti enemmän jos yön tunnit lasketaan mukaan.
 

weatherc

New member
kotte sanoi:
Toki "for optimally inclined solar panel" voisi suoraan sanoa "for optimally inclined fixed solar panel".

Mitenhän oli sen englannin kielen taito? "Optimally inclined" tarkoittaa nimenomaan trakkavaa.

Ja samalta sivulta löytyy myös miten ovat tehty:

The model algorithm estimates beam, diffuse and reflected components of the clear-sky and real-sky global irradiance/irradiation on horizontal or inclined surfaces. The total daily irradiation [Wh.m-2] is computed by the integration of the irradiance values [W.m-2] calculated at regular time intervals over the day. For each time step during the day the computation accounts for sky obstruction (shadowing) by local terrain features (hills or mountains), calculated from the digital elevation model.

Lisää infoa sekä lisää karttoja: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/solres/solrespvgis.htm

 

sam123

Active member
Kuten tuossa edellä linkkasin (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php) ja tuosta kun lyö täpän kartalle ja sitten valitsee ylävalikosta vaikka "daily radiation" valitsee kuukauden ja sitten painaa calculate nappia.

Jos ei tuo data riitä niin sitten täytyy siirtyä keittiötesteihin  ;D
 

Puuha

Well-known member
Tuo laudan lämpötilan mittaus aurinkopaneleiden tuottoa mitattaessa menee jo samaan kategoriaan "kuluttaa vähemmän kuin Moccamaster" puhuttaessa energiankulutuksesta. Molepien mittaustulokset ovat yhtä tarkkoja ja vertailukelpoisia.  ;D



Hyvin havaittavissa että kokonaissäteily laskee mitä pohjoisemmaksi mennään ja samalla myös paneliston tuotto. Auringonsäteilyn väheneminen on yhtä kuin Pmax laskeminen panelilla.
 

Savonius

Well-known member
sam123 sanoi:
Kuten tuossa edellä linkkasin (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php) ja tuosta kun lyö täpän kartalle ja sitten valitsee ylävalikosta vaikka "daily radiation" valitsee kuukauden ja sitten painaa calculate nappia.

Jos ei tuo data riitä niin sitten täytyy siirtyä keittiötesteihin  ;D
Jotta saataisiin puolueeton arvio niin voisitko katsoa kesäkuun kirkkaan päivän tuoton trakkaavalla tuolta pohjoisesta. Vaikka Inarista.
 

kotte

Well-known member
weatherc sanoi:
kotte sanoi:
Toki "for optimally inclined solar panel" voisi suoraan sanoa "for optimally inclined fixed solar panel".

Mitenhän oli sen englannin kielen taito? "Optimally inclined" tarkoittaa nimenomaan trakkavaa.
Toteanpa vain, että kartan kuvatekstissä lukee sanatarkasti "Yearly sum of global irradiation incident on optimally-inclined south-oriented photovoltaic modules". Kun luetun ymmärtämisessä (tai huolellisuudessa) näkyy olevan ongelmia, niin lisätään muutama väittämä:

- paneeli ei ole träkkäävä, jos se on "south-oriented"

- totta kai säteily jää pohjoisessa vuosikeskiarvotasolla pienemmäksi kuin päiväntasaajaa lähempänä siitä syystä, että a) talvella ei paista juuri ollenkaan, b) aurinko paistaa loivassa kulmassa muulloinkin (eli ilmakehä häiritsee), c) pilvisyys on tyypillisesti melko runsasta napaalueiden lähellä.

- puhe olikin alusta alkaen siitä, kuinka paljon suhteessa pohjoisessa on mahdolliista saada kesäaikaan (esim. keskimäärin per vrk), jos paneeli olisi kellon perusteella muutakin kuin "south-oriented" (siis esim. aamulla "east-oriented", myöhemmin "south-east-oriented", keskipäivällä "south-oriented" jne.).
 

Puuha

Well-known member
Miksi? Se yötön yö on edellä olevissa kartoissa huomioitu.

Yötön yön tuotot on aika marginaaliset verrattuna päivään vaikka panelin suuntaisi aurinkoon. Jonkinverran auttaa jos pääsee jonkin tunturin laelle pystyttämään maston jonne panelit laittaisi seuraamaan aurinkoa mutta ei se siltikään autuaaksi tee häviten kuitenkin vuosisaannon osalta Etelä-Suomelle.

Tosin en ymmärrä onko sillä mitään merkitystä vaikka joinakin päivinä saataisiin Pohjoisessa enemmän yöttömän yön ansiosta. Se ajanjakso jolloin tämä on mahdollista on loppujen lopuksi aika lyhyt. Puhutaan vuodessa n. kolmesta viikosta jos säät sallivat.
 

kotte

Well-known member
Puuha sanoi:
Miksi? Se yötön yö on edellä olevissa kartoissa huomioitu.

Yötön yön tuotot on aika marginaaliset verrattuna päivään vaikka panelin suuntaisi aurinkoon. Jonkinverran auttaa jos pääsee jonkin tunturin laelle pystyttämään maston jonne panelit laittaisi seuraamaan aurinkoa mutta ei se siltikään autuaaksi tee häviten kuitenkin vuosisaannon osalta Etelä-Suomelle.

Tosin en ymmärrä onko sillä mitään merkitystä vaikka joinakin päivinä saataisiin Pohjoisessa enemmän yöttömän yön ansiosta. Se ajanjakso jolloin tämä on mahdollista on loppujen lopuksi aika lyhyt. Puhutaan vuodessa n. kolmesta viikosta jos säät sallivat.
Tarkoitushan olisi vain arvioida sitä, mikä on paneelin kääntämisen merkitys yleensä ja miten tilanne muuttuu, kun mennään kohti pohjoista.

Onhan aivan selvää jo perusasetelman mukaan, että Pohjoisnavalla saadaan juhannusaikaan luokkaa yli kolminkertainen tuotto keskimäärin, jos paneelia käännetään jatkuvasti aurinkoa seuraten sen sijaan, että valitaan jokin kiinteä päivän suhteen ennakolta optimaalinen suuntaus.
 

Savonius

Well-known member
Voisiko nyt joku ystävällisesti käyttää tuota samin laskinta ja ilmoittaa tuloksen. Toivomuksena oli Inarin läheisyyden leveyspiiriä. Olisi tietenkin mielenkiintoista nähdä mitä laskin antaa vuosituotoksi Ylivieskan leveyspiirille.
Alkuperäisen väitteen mukaan siis kevätpäivän tasauksen jälkeen Hyvinkäällä aurinkoa on enemmän saatavilla kuin Helsingissä perustuen siihen että Hyvinkäällä päivä on pitempi kuin Helsingissä syyspäivän tasaukseen asti. Ero kasvaa kesän seisaukseen ja pienenee syksyn tasaukseen.
 

Puuha

Well-known member
HKI

Nominal power of the PV system: 1.0 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature and low irradiance: 6.6% (using local ambient temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 3.1%
Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%
Combined PV system losses: 22.2%

Fixed system: inclination=35°, orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.46 14.2 0.53 16.5
Feb 1.55 43.5 1.81 50.5
Mar 2.46 76.4 2.97 92.1
Apr 3.68 110 4.60 138
May 4.35 135 5.65 175
Jun 4.29 129 5.73 172
Jul 4.22 131 5.73 178
Aug 3.26 101 4.36 135
Sep 2.23 67.0 2.88 86.5
Oct 1.26 38.9 1.55 48.0
Nov 0.47 14.2 0.57 17.0
Dec 0.25 7.86 0.30 9.23
Yearly average 2.38 72.3 3.06 93.2
Total for year 868 1120

2-axis tracking system
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.61 18.9 0.69 21.4
Feb 2.11 59.2 2.49 69.8
Mar 3.28 102 3.98 123
Apr 5.21 156 6.46 194
May 6.57 204 8.38 260
Jun 6.52 196 8.49 255
Jul 6.36 197 8.47 263
Aug 4.44 138 5.87 182
Sep 2.86 85.8 3.67 110
Oct 1.58 48.9 1.95 60.5
Nov 0.58 17.5 0.70 20.9
Dec 0.33 10.3 0.39 12.0
Yearly average 3.38 103 4.30 131
Total for year 1230 1570

Hyvinkää

Nominal power of the PV system: 1.0 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature and low irradiance: 7.7% (using local ambient temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 3.2%
Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%
Combined PV system losses: 23.1%

Fixed system: inclination=35°, orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.46 14.3 0.53 16.4
Feb 1.57 43.9 1.82 50.8
Mar 2.46 76.4 2.98 92.5
Apr 3.62 109 4.60 138
May 4.22 131 5.63 174
Jun 4.14 124 5.64 169
Jul 4.12 128 5.69 176
Aug 3.18 98.7 4.30 133
Sep 2.19 65.8 2.84 85.1
Oct 1.23 38.0 1.51 46.7
Nov 0.46 13.7 0.54 16.2
Dec 0.24 7.61 0.28 8.82
Yearly average 2.33 70.8 3.04 92.4
Total for year 850 1110

2-axis tracking system
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.63 19.4 0.70 21.8
Feb 2.15 60.3 2.53 70.7
Mar 3.32 103 4.03 125
Apr 5.17 155 6.49 195
May 6.44 200 8.40 261
Jun 6.30 189 8.36 251
Jul 6.22 193 8.39 260
Aug 4.33 134 5.76 178
Sep 2.82 84.5 3.62 109
Oct 1.54 47.8 1.90 58.8
Nov 0.57 17.0 0.67 20.0
Dec 0.33 10.1 0.38 11.6
Yearly average 3.32 101 4.28 130
Total for year 1210 1560

Ed: Average daily electricity production from the given system (kWh)
Em: Average monthly electricity production from the given system (kWh)
Hd: Average daily sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m2)
Hm: Average sum of global irradiation per square meter received by the modules of the given system (kWh/m2)

Tarvitsi painaa kartalta paikkaa, valita 2-axis trac sekä calculate. Kauhu vaikeaa.  ;D

Lisätään vielä tuo ROI kun näytti saavan sieltä pohjoisimmat laskelmat äkkiseltään.

Nominal power of the PV system: 1.0 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature and low irradiance: 6.2% (using local ambient temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 3.3%
Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%
Combined PV system losses: 22.0%

Fixed system: inclination=35°, orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.47 14.5 0.52 16.1
Feb 1.38 38.6 1.55 43.4
Mar 2.48 76.8 2.94 91.2
Apr 3.94 118 4.93 148
May 3.87 120 5.09 158
Jun 3.98 119 5.35 160
Jul 3.65 113 5.00 155
Aug 2.83 87.9 3.76 117
Sep 1.91 57.3 2.44 73.2
Oct 1.02 31.8 1.23 38.2
Nov 0.40 12.0 0.46 13.9
Dec 0.00 0.0421 0.00 0.206
Yearly average 2.16 65.8 2.78 84.5
Total for year 790 1010

2-axis tracking system
Month Ed Em Hd Hm
Jan 0.80 24.7 0.86 26.6
Feb 2.08 58.3 2.36 66.0
Mar 3.63 113 4.33 134
Apr 6.18 186 7.66 230
May 6.05 187 7.72 239
Jun 6.17 185 7.99 240
Jul 5.54 172 7.31 227
Aug 3.87 120 5.03 156
Sep 2.56 76.7 3.24 97.2
Oct 1.38 42.9 1.68 52.0
Nov 0.62 18.6 0.71 21.2
Dec 0.00 0 0.00 0.102
Yearly average 3.24 98.6 4.08 124
Total for year 1180 1490
 
Ylös