تعیین زاویه بهینه پنل های خورشیدی در جزیره کیش

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 رئیس دانشگاه پیام نور واحد خمینی شهر

2 عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور

3 کارشناس شرکت نفت کیش

چکیده

چکیده:
ببهره‌گیری از انرژی تابش خورشید در جزیره کیش به عنوان قطب گردشگری، نقش مؤثری در حفظ محیط زیست و افزایش جذابیت این جزیره دارد. هدف این پژوهش تعیین پتانسیل انرژی تابشی خورشید و زاویه بهینه پنل‌های خورشیدی به منظور بهره‌گیری از انرژی‌های پاک در جزیره کیش است. مدل تخمین تابش بر اساس داده‌های روزانه تابش‌سنجی و اقلیمی ایستگاه بندرعباس بدست آمد. اعتبار مدل و صحت مقادیر برآورد شده با استفاده از میانگین خطای بایاس و ریشه میانگین مجموع مربع خطاها و نیز ضریب همبستگی بین مقدار پیش‌بینی شده و مقدار مشاهده شده تأیید گردید. نتایج نشان داد مدل مبتنی بر ضریب روشنایی و ابرناکی آسمان تخمین دقیق‌تری از مقدار تابش دریافتی در سطح افقی به دست می‌دهد. نتایج حاصل از تعمیم مدل نشان داد بالاترین پتانسیل تابش نه در اول تابستان و مصادف با بالاترین زاویه تابش، بلکه منطبق بر ماه ژوئن است که دارای بالاترین ضریب روشنایی و کمترین میزان برناکی در جزیره کیش است. همچنین روش‌های مختلف برای تعیین زاویه بهینه پنل‌های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفتند و سرانجام از مدل اسکیکر برای تعیین زاویه بهینه پنل‌های خورشیدی استفاده شد. مدل دافی و بکمن نیز برای مقایسه مقدار تابش دریافتی در سطح زوایای پنل خورشیدی و تابش در سطح افق استفاده شد. نتایج نشان داد متوسط ماهانه شیب مناسب پنل‌های خورشیدی برای ژوئن حداقل 4 درجه و برای ژانویه و دسامبر حداکثر 50 درجه نسبت به امتداد افق است. با اعمال زاویه مناسب بر پنل‌ها، مقدار تابش در ماه ژانویه و دسامبر به ترتیب 48 و 55 درصد افزایش نشان می‌دهد. میزان افزایش متوسط سالانه در سطح پنل 2/15 درصد بیشتر از سطح افقی است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Optimum Angle of Solar Panels in Kish Island

نویسنده [English]

  • Abbasali Arvin(spanani) 1
چکیده [English]

Abstract:
Renewable energy and especially solar energy in Kish Island, have special important in order to maintain biological life and prevent air and water pollution The use of solar energy in Kish Island as a touristy region have effective role in biological environment and increasing of its attractive. Hence the aim of this paper is determine of solar energy potential in order to use pure energy in this Island. Be-cease of absent of radiometer in Kish Island, we use the daily data of radiometer and climatic parameter as radiation coefficient and coldness in Bandarabbas station for determine the estimation model. Then by use of this model and climatic parameter in Kish Island, we estimate radiation in this Island. The result show that the model based on brightness coefficient and sky coldness has a correct estimation of received radiation in horizontal surface in kish Island. In addition, various methods for determining the optimum angle of the solar panels were studied and finally Skeiker model was used to determine the optimum angle of solar panels. Duffy and Beckman model to compare the amount of radiation received at the surface of solar panels and radiation angles in the horizontal plane was used. The average radiation Kish Island is 508.7 calories per square centimeter per day, including areas with high potential for the utilization of solar energy in photovoltaic systems as well as solar water heating and cooling. The results showed that the average monthly proper slope solar panels for June least 4 degrees and 50 degrees for January and December along the horizon. By applying the proper angle of the panels, the amount of radiation increased respectively 48 and 55 percent in January and December.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Kish Island"
  • "Solar Radiation"
  • "Estimation Model"
  • "Brightness Coefficient"
  1. بهرامی، الهه. عباسپورثانی، کمال. 1391. ﺗﻌﻴﻴﻦ زاوﻳﻪ ﺷﻴﺐ ﺑﻬﻴﻨﻪ آراﻳﻪ­ﻫﺎی ﺧﻮﺷﻴﺪی در ﺷﺮاﻳﻂ اﻗﻠﻴﻤﻲکرج ﻧﺸﺮﻳﻪ اﻧﺮژی اﻳﺮان، دوره 15 شماره 2، صص 44-37.
  2. خلیلی، علی. رضایی­صدر، حسن. 1376. برآورد تابش کلی در گستره ایران بر مبنای داده­های اقلیمی، تحقیقات جغرافیایی، شماره پیاپی 46، صص 35-15.
  3. جعفرپور، خسرو. کارشناس، محمود. 1380. ضریب ابر و کاربرد آن در برآورد تابش انرژی خورشیدی در اقلیم‌های مختلف آب و هوائی ایران، نشریه انرژی ایران، شماره 11، صص 56-45
  4. جعفرکاظمی، فرزاد. مردی،  حسین. 1390. بررسی داده­های تابش خورشید در ایستگاه سینوپتیک دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، مجله مهندسی مکانیک، شماره 80، صص 75-68.
  5. دشتکی­پور،محمد هادی. جهانشاهی­جواران، ابراهیم. صفاری­پور، محم حسن. منصوری، سیدحسین. 1393. تاثیر ثابت خورشیدی بر میزان تابش کل خورشیدی روزانه دریافتی در یکسطح افقی، ششمین همایش علمی تخصصی انرژی های تجدید پذیر، پاک و کارآمد، تهران.
  6. سام­معینی ، جواد. شهرام، دهقان. منشادی، محسن. اسماعیلی، رضا. 1389. برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در شهر یزد، نشریه انرژی ایران، صص 78-71.
  7. موسوی­بایگی، محمد. اشرف، بتول. 1390. شناسایی مناطق با کمترین میزان ابرناکی به‌منظور پهنه بندی نواحی پرتابش کشور، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 25، شماره 3، صص 675-665.
  8. صابری­فر، رستم. 1389. پتانسیل بهره مندی از انرژی خورشیدی در استان خراسان جنوبی، اقتصاد انرژی، شماره 132-131، صص 47-43.
  9. صمیمی، جلال. 1373. برآورد تابش خورشیدی بر اساس ارتفاع و کاربرد آن در اقلیم خورشیدی ایران، مجله فیزیک، شماره 1، ص 18 تا 26.
    1. Al-Rawahi, N.Z., Zurigat, Y.H. and Al-Azri, N.A. 2011. Prediction of Hourly Solar Radiation on Horizontal and Inclined Surfaces for Muscat/Oman the Journal of Engineering Research, 8 (2): 19-31.
    2. Cheggar, M. and Chibani, A. 1999. Methods for Computing Global Solar Radiation Rev. Energ. Ren, 24:105-108.
    3. Davies, J.A. 1989. Evaluation of Selected Model for Estimating solar radiation on Horizontal Surfaces, Solar Energy, 43(3): 153-168.
    4. Debazit Datta, Suman Chowdhury, Apurba kumar Saha, Md. Moksud Islam (lalan), Mohammad Mahbubur Rahman, 2014, Tilted And Horizontal Solar Radiation For 6 Zones In Bangladesh, International Journal of Scientific & Technology Research, 3(2).
    5. Duffie J.A. and Bekman W.A., 1980. Solar Engineering Thermal Processes, Second Edition, A Wiley Interscience Publication, New York.
    6. El-Sebaii A.A. and Trabea, A.A. 2005. Estimation of Global Solar Radiation on Horizontal Surfaces Over Egypt, Egypt. J. Solids, 28: 1.
    7. Heywood, H. 1971. Operating experience with solar water heating. JIHV, 39: 63–69.
    8. Jasmina Radosavljević, Amelija Đorđević, 2001. Defining of the Intensity of Solar Radiation on Horizontal and Oblique Surfaces on Earth, Working and Living Environmental Protection, 2(1): 77– 86.
    9. Lunde, P.J. 1980. Solar thermal engineering, New York: Wiley.
    10. Mfon David Umoh, Sunday O. Odo, Ye-Obong N. Udoakan, 2014.  Estimating global solar radiation on Horizontal Surface from sunshine hourse over Port Harcurt, Nigeria, Journal of Electrical and Electronics Engineering Research, 6(1): 1-5.
    11. Qais Azzam Khasawneh, Qatada Abdullah Damrab, Omaymah Husni Bany Salmanb, 2015. Determining the Optimum Tilt Angle for Solar Applications in Northern Jordan Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 9 (3): 187–193.
    12. Safaripour, M.H. and Mehrabian, M.A. 2011. Predicting the direct, diffuse, and global solar radiation on a horizontal surface and comparing with real data, Heat Mass Transfer, 47: 1537–1551.
    13. Samimi, J. 1994. Estimation of Height-Dependent Solar Irradiation and Application to the Solar Climate of Iran, Solar Energy, 52(5): 401-409.
    14. Shyam S. Chandel, and Rajeev Aggarwal, K. 2011. Estimation of Hourly Solar Radiation on Horizontal and Inclined Surfaces in Western Himalayas Smart Grid and Renewable Energy, 2: 45-55.
    15. Skeiker, K. 2009. Optimum tilt angle and orientation for solar collectors in Syria”. Energy Conversion and Management, 50: 2439–2448.
    16. Souza, A.P. and Escobedo, J.F. 2013, Estimates of Hourly Diffuse Radiation on Tilted Surfaces in Southeast of Brazil International Journal of Renewable Energy Research, 3(1).