پتانسیل سنجی انرژی خورشیدی و تعیین زاویه بهینه کلکتورهای تخت خورشیدی در شهر اراک

چکیده برای استفاده از انرژی خورشیدی در هر منطقه لازم است وضعیت تشعشع خورشیدی بررسی شود. همچنین بازده کلکتورهای خورشیدی حرارتی و پنل¬های فتوولتائیک به تشعشع خورشیدی دریافتی و موقعیت آن¬ها بستگی دارد. در این مطالعه به ارزیابی تشعشع خورشیدی و بهینه¬سازی زاویه شیب کلکتورهای تخت خورشیدی در شهر اراک برای تنظیم روزانه، ماهانه، فصلی، شش ماهه و یا سالانه برای اولین بار پرداخته شده است. به این منظور از داده¬های ثبت شده برای یک دوره ده ساله استفاده شده است. در این تحقیق از یک مدل ریاضی برای تخمین تشعشع خورشیدی کل روی سطح زاویه¬دار به سمت جنوب استفاده شده است. براساس نتایج بدست آمده، تشعشع خورشیدی در اراک در 214 روز از سال در محدوده 15 تا 30 مگاژول بر متر مربع می¬باشد. ماکزیمم و مینیمم میانگین ماهانه تشعشع روزانه روی سطح افقی 14/26 و 74/8 مگاژول بر متر مربع به ترتیب در ماه¬های تیر و دی می¬باشد. همچنین در اراک 118 روز آفتابی یا خیلی آفتابی با شاخص صافی هوای بالاتر از 6/0 وجود دارد. شیب بهینه برای تنظیم ماهانه از صفر درجه در ماه های خرداد و تیر تا حداکثر 9/56 در آذر متغیر می باشد و شیب بهینه سالانه 24 می¬باشد که حدود 10 درجه کمتر از عرض جغرافیایی اراک ( 06/34) می¬باشد. علاوه بر این شیب بهینه برای تنظیم فصلی در زمستان و پاییز به ترتیب حدود 10 و 12 درجه بیشتر از عرض جغرافیایی می¬باشد، این در حالی است که شیب بهینه برای بهار و تابستان به ترتیب حدود 28 و 24 درجه کمتر از عرض جغرافیایی می¬باشد. نتایج همچنین نشان می¬دهند که افزایش تشعشع دریافتی سالیانه برای تنظیم سطح به صورت روزانه، ماهانه، فصلی، شش ماهه و سالانه در مقایسه با سطح افقی به ترتیب 95/10%، 65/10%، 61/9%، 59/9% و 8/5% می¬باشد. کلمات کلیدی: تشعشع خورشیدی، پتانسیل سنجی، زاویه شیب بهینه، کلکتور تخت خورشیدی، اراک