Tất cả chúng ta đều biết rằng bạn sẽ nhận được nhiều điện nhất từ hệ thống pin mặt trời của mình bằng cách cho chúng tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời.
Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là, đâu là hướng tốt nhất để đặt hệ thống để tối đa hóa lượng năng lượng mà chúng có thể thu thập từ mặt trời?
Nó chỉ ra rằng câu trả lời là một chút phức tạp hơn bạn có thể nghĩ. Có một câu trả lời đơn giản áp dụng cho hầu hết các tình huống, nhưng trong một số trường hợp nhất định, nếu đi sâu hơn sẽ có nhiều cách tối ưu hơn, cùng tìm hiểu về vấn đề này.
Danh mục
Các Tấm Pin Mặt Trời Nên Quay Mặt Về Hướng Nào?
Ở nước ta, chúng ta đang ở bán cầu bắc, và mặt trời trên bầu trời về phía nam của chúng ta. Điều này có nghĩa là nói chung, chúng ta nên đặt các tấm pin trên các mái nhà quay về hướng Nam để chúng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời một cách tối đa.
Mặc dù vị trí của mặt trời trên bầu trời thay đổi tùy theo mùa, hệ thống pin mặt trời quay về hướng Nam sẽ thu được nhiều ánh sáng mặt trời nhất quanh năm.
Nếu bạn sử dụng la bàn để chỉ về phía nam, nó sẽ hướng bạn về phía Nam cực từ tính của Trái đất. Nhưng điều này không giống với Nam Cực về mặt địa lý, là điểm bạn thấy được đánh dấu trên quả địa cầu và bản đồ thế giới với tọa độ 90° Nam.
Trong khi cực Nam địa lý là một hằng số, thì từ trường Nam di chuyển xung quanh tùy thuộc vào sự dao động của từ trường Trái đất.
Để đảm bảo tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời, chúng ta nên đặt các tấm pin mặt trời của mình hướng về phía Nam địa lý chứ không phải Nam từ tính.
Một Giải Pháp Phức Tạp Hơn
Vì vậy, chúng tôi đã xác định rằng ở bán cầu bắc, các tấm pin mặt trời sẽ nhận được ánh sáng mặt trời tối đa khi được đặt ở vị trí quay mặt về hướng nam. Vị trí này là lý tưởng cho hầu hết các tình huống, nhưng vấn đề trở nên phức tạp hơn là làm sao đón nhiều hoặc ít ánh sáng mặt trời vào các thời điểm khác nhau trong ngày.
Nếu pin của bạn hướng thẳng về phía Nam, thì chúng sẽ hoạt động tốt nhất và thu nhận tối đa ánh sáng mặt trời vào giữa ngày khi mặt trời lên cao nhất trên bầu trời. Vào buổi sáng và buổi chiều, khi mặt trời gần đường chân trời hơn, các tấm pin hướng về phía nam sẽ thu ít năng lượng hơn.
Nếu bạn hướng hệ thống năng lượng mặt trời của bạn về phía Đông, bạn sẽ thu được nhiều điện hơn vào buổi sáng, và tương tự, nếu các tấm pin của bạn quay về phía Tây, chúng sẽ tạo ra nhiều điện hơn vào giữa đến cuối buổi chiều.
Lý do mà điều này quan trọng là nếu bạn có một hệ thống năng lượng mặt trời trên lưới kết nối với nguồn điện lưới của địa phương, thì giá điện của bạn có thể thay đổi tùy theo thời điểm trong ngày. Đây được gọi là định giá Thời gian Sử dụng (TOU) (giờ cao điểm)
Định giá TOU dựa trên giá điện theo cung và cầu. Vào những thời điểm ít sử dụng, như đầu giờ sáng, giá điện rẻ, nhưng vào buổi chiều và tối, khi sử dụng nhiều, giá điện tăng.
Điều này có ý nghĩa gì đối với hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà của bạn là bạn có thể hướng các tấm pin của mình về phía tây hoặc tây nam để chúng tạo ra nhiều năng lượng hơn trong thời gian sử dụng cao điểm khi điện năng có giá trị nhất. Bằng cách này, bất kỳ nguồn điện dư thừa nào bạn tạo ra đều có thể được bán lại cho lưới điện ở mức cao nhất.
Bạn nên đặt hệ thống của mình ở góc nào?
Hệ thống pin hoạt động tốt nhất khi chúng đối diện trực tiếp với mặt trời, do đó, sản lượng điện năng cao nhất xảy ra khi tấm pin hoàn toàn đối diện hoặc vuông góc với mặt trời. Bất cứ khi nào một tấm pin năng lượng mặt trời ở một góc với mặt trời, nó không thể hoạt động ở mức tối ưu.
Thật không may, vì mặt trời di chuyển khi Trái đất quay, nên một tấm pin không thể luôn hướng về phía mặt trời (trừ khi nó sử dụng thiết bị tracker).
Góc Nghiêng Đơn Giản
Thay vào đó, chúng ta có thể thiết lập hệ thống tấm pin của mình để đối diện trực tiếp với mặt trời thường xuyên nhất có thể. Chúng ta làm điều này bằng cách nghiêng các tấm pin tùy thuộc vào vĩ độ địa lý của vị trí. Nếu hệ mặt trời của chúng ta nằm trên đường xích đạo, chúng ta sẽ không phải nghiêng các tấm pin, nhưng ở bán cầu bắc, cần phải nghiêng các tấm của chúng ta về phía nam.
Một giải pháp đơn giản cho góc nghiêng là sử dụng vĩ độ:
Vì vậy, một hệ thống năng lượng mặt trời gia đình ở TPHCM ở 10° về phía bắc sẽ nghiêng các tấm pin 10° về phía nam. Tương tự, một hệ thống năng lượng mặt trời ở Hà nội ở 21° Bắc sẽ nhận được ánh nắng mặt trời tốt nhất có thể bằng cách nghiêng các tấm pin 21° về phía Nam.
Góc Nghiêng Theo Mùa Tốt Nhất
Một cách đơn giản để cải thiện hiệu quả của hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn là thay đổi góc nghiêng tùy theo mùa.
Góc tốt nhất cho mùa đông = vĩ độ + 15°
Góc tốt nhất cho mùa hè = vĩ độ – 15°
Sử dụng các phép tính này cho các ví dụ ở TPHCM và Hà Nội cho các kết quả sau:
TPHCM
Góc mùa đông tối ưu = 10 +15 = 25°
Góc mùa hè tối ưu = 10 – 15 = -5° (hướng ngược lại)
Hà Nội
Góc mùa đông tối ưu = 21 +15 = 36°
Góc mùa hè tối ưu = 21 -15 = 6°
Môi Trường Ảnh Hưởng Đến Góc Nghiêng
Các yếu tố môi trường tại vị trí của bạn cũng có thể ảnh hưởng đến góc nghiêng tối ưu cho các tấm pin. Góc nghiêng càng thấp thì càng có nhiều khả năng tấm pin năng lượng của bạn thu thập lá cây, bụi bẩn và tuyết, tất cả những điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của tấm pin. Nhưng ở khu vực phía bắc với vĩ độ cao hơn, dù sao thì góc nghiêng tối ưu cũng khá dốc, vì vậy nếu bạn đang làm theo lời khuyên tốt nhất, thì các tấm pin mặt trời sẽ được đặt nghiêng theo cách mà các vật thể và những thứ khác dễ dàng trượt ra.
Nhận Trợ Giúp người chuyên môn
Nếu bạn đang nhờ một nhà thầu chuyên nghiệp để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời gia đình mình, thì hãy hỏi họ về các lựa chọn tốt nhất cho góc nghiêng. Họ sẽ có thể tư vấn cho bạn về góc hiệu quả nhất cho vĩ độ và vị trí chính xác của bạn.
Bạn cũng có thể tham khảo ý kiến nhà thầu của mình về khả năng thay đổi góc nghiêng mỗi mùa và tìm hiểu xem liệu năng lượng tăng thêm mà bạn sẽ tạo ra có phù hợp với chi phí thay đổi các tấm pin hay không.
Hệ thống Tracker Có Phải Là Giải Pháp Không?
Sẽ thật tuyệt nếu có những tấm pin mặt trời thông minh để phát hiện vị trí của mặt trời và thay đổi góc của chúng để luôn đối diện với nó phải không? Bằng cách đó, chúng tôi có thể tăng đáng kể hiệu quả của hệ thống bất kể chúng được đặt ở đâu.
Trên thực tế, chúng ta có thể làm điều đó bằng cách sử dụng thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời (hệ thống Tracker). Vậy lợi ích là gì, và tại sao mọi người không sử dụng thiết bị theo dõi này? Đó là bởi vì chúng rất đắt và thường tốn kém hơn rất nhiều so với bất kỳ khoản tiết kiệm năng lượng nào mà chúng tạo ra.
Bạn cần phải điều chỉnh một số loại Tracker theo cách thủ công và một số là tự động. Một số có thể thay đổi góc của chúng chỉ thông qua một trục, và những loại phức tạp hơn có thể theo dõi mặt trời chính xác hơn bằng cách sử dụng một trục quay. Bộ theo dõi càng phức tạp thì càng đắt, nhưng ngay cả những bộ theo dõi đơn giản nhất cũng thường quá đắt đối với các hệ thống điện mặt trời gia đình.
Các thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời là một công nghệ đầy hứa hẹn, nhưng hiện tại, năng lượng bổ sung mà chúng tạo ra không thể bù lại so với chi phí đâu tư để lắp đặt Tracker. Nhưng với tốc độ mà những tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời đang diễn ra, chúng ta có thể mong đợi những thiết bị này có giá cả tốt hơn để đầu tư.
Tóm Lược
Sau tất cả nghiên cứu này, chúng tôi có thể đưa ra một số khuyến nghị đơn giản về vị trí đặt các tấm pin trong hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà của bạn.
- Trong hầu hết các trường hợp, bạn nên đặt các tấm pin trên mái nhà hoặc góc quay về phía nam.
- Tuy nhiên, nếu bạn đang lắp đặt hệ thống nối lưới, bạn nên kiểm tra xem nhà cung cấp dịch vụ tiện ích của bạn có vận hành theo giờ cao điểm hay không, Nếu chi phí điện cao hơn vào giờ cao điểm buổi chiều, có thể có lợi khi đặt các tấm pin của bạn về phía Tây hoặc Tây Nam.
- Hệ thống xoay Tracker hiện quá đắt để sử dụng tại nhà, nhưng chúng là một công nghệ đầy hứa hẹn cho tương lai và đáng được xem xét khi giá giảm.
Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc câu hỏi nào về hướng lắp đặt pin mặt trời, hãy liên hệ với chúng tôi.
