Dőlt felületre érkező napsugárzás: mit jelent a dőlésszög a termelésben?

Röviden: a napelemre jutó teljesítmény nem csak a napsugárzás erősségétől függ, hanem attól is, milyen szöget zár be a panel a Nappal. A dőlésszög ezért nagy hatással van a termelésre.

A merőleges összetevő számít

A modulra jutó teljesítmény a napfény teljesítményén kívül a modul és a Nap közötti szögtől is függ. Ha a felület és a napfény merőleges egymásra, a felület teljesítménysűrűsége megegyezik a napfényével, vagyis a teljesítménysűrűség akkor a legnagyobb, ha a modul merőleges a Napra. Mivel a Nap és egy rögzített felület közti szög folyamatosan változik, a rögzített modul teljesítménysűrűsége kisebb, mint a beeső napfényé.

A megdöntött modul felületére eső sugárzás a beeső sugárzás felületre merőleges összetevője. A forrás három mennyiséget különböztet meg: a vízszintes felületen mért sugárzást, a napsugarakra merőlegesen mért sugárzást és a modulra jutó sugárzást. Ezek egymásból kiszámíthatók a dőlésszög, a földrajzi szélesség, a napmagasság és a deklináció segítségével. A deklináció képlete az év napjától függ, és a legnagyobb értéke 23,45°.

Mekkora legyen a dőlésszög?

A forrás szerint rögzített dőlésszög esetén az éves összes sugárzás akkor a legnagyobb, ha a dőlésszög megegyezik a hely szélességi fokával. A meredekebb dőlésszögek a nagy téli terhelésre optimálisak, a laposabbak pedig nyáron használnak fel több fényt.

A szimuláció a felhőzet hatását nem számolja, ezért az értékeket az adott helyen elérhető legnagyobb lehetséges értékeknek kell tekinteni. A modul az északi féltekén délre néz. Néhány dőlésszögnél a fény a modul hátoldalára esik, ilyenkor a modul teljesítménye nullára esik.

A szimuláció szerint 0° dőlésszögnél a modul a földön fekszik, és a modulra jutó teljesítmény megegyezik a vízszintes felületre jutóval. 80°-nál a modul szinte függőleges: ilyenkor a modulra jutó teljesítmény kisebb a napsugarakra merőleges teljesítménynél, kivéve azt a pillanatot, amikor a modul éppen merőleges a sugarakra, és a két érték megegyezik.

Mit jelent ez a gyakorlatban?

Egy rögzített panelnél nincs egyetlen „mindig jó” dőlésszög: a választás kompromisszum az éves összes termelés, a téli és a nyári termelés között. A dőlésszög hatását magyarországi adatokon a Mit termel egy 800 W-os rendszer Magyarországon cikk is bemutatja: ott a függőleges és a 35°-os felület havi termelését hasonlítottuk össze.

A szög mögötti fizikai alapokról a Nap látszólagos járásáról szóló cikkben írtunk, a hőmérséklet és a fény erősségének további hatásáról pedig a hőmérsékletről és a fényintenzitásról szóló cikkekben olvashatsz.

Lásd még: A rögzített és a követő rendszerek különbségéről külön cikk szól (megnyitás).