Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Politecnico di Torino στην Ιταλία ερεύνησε τους βέλτιστους προσανατολισμούς και γωνίες κλίσης γιαΦ/Β σύστημα ταράτσαςχρησιμοποιείται σε ενεργειακές κοινότητες και έχει διαπιστώσει ότι οι συστοιχίες προσανατολισμού ανατολής-δυτικής παρέχουν υψηλότερες κοινές ενεργειακές αξίες από τις εγκαταστάσεις με νότιο προσανατολισμό.
Φ/Β σύστημα ταράτσαςμε προσανατολισμό ανατολής-δύσης θεωρείται συνήθως πιο κατάλληλο για μεγάλα γεωγραφικά πλάτη με χαμηλή ηλιακή ακτινοβολία, επιτρέποντας τη χρήση του ηλιακού φωτός τις πρώτες και τις τελευταίες ώρες της ημέρας. Αυτά τα έργα, ωστόσο, μπορεί επίσης να είναι η ιδανική λύση σε τροπικές τοποθεσίες ή σε περιοχές με περιορισμένη διαθέσιμη επιφάνεια, όπως εμπορικές στέγες.
Πρώτον, η διαμόρφωση ηλιακού πάνελ ανατολής-δυτικής παράγει πιο σταθερή και συνεπή απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας σε σύγκριση με μια συμβατική εγκατάσταση με νότιο προσανατολισμό. Επιπλέον, μειώνει την αιχμή της κεντρικής ισχύος το μεσημέρι και παρατείνει τη διάρκεια της ηλιακής παραγωγής τις πρώτες και αργές ώρες της ημέρας, με τα ηλιακά πάνελ να αρχίζουν να παράγουν με την ανατολή του ηλίου και να συνεχίζουν να παράγουν μέχρι τη δύση του ηλίου. Αυτό κάνει τα συστήματα να προτιμώνται από τους φορείς εκμετάλλευσης του δικτύου καθώς η ισχύς παρέχεται πιο ομοιόμορφα κατά τη διάρκεια της ημέρας. αλλά ενθαρρύνει επίσης την οικιακή ιδιοκατανάλωση το απόγευμα, όταν οι χρήστες βρίσκονται πιο συχνά στο σπίτι.
Επιπλέον, αποφεύγονται οι σκιές ανάμεσα σε σειρές ηλιακών συλλεκτών. Αντίθετα, εγκαταστάσεις με ηλιακούς συλλέκτες στραμμένους προς το νότο δημιουργούν σκιές από τις μπροστινές σειρές στις πίσω σειρές. Τρίτον, στις συστοιχίες ανατολής-δύσης, η πιο συμπαγής εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών αυξάνει την πυκνότητα παραγωγής ενέργειας ανά m2. Αυτό είναι ιδιαίτερα ελκυστικό σε μικρές στέγες όπου αυτό το σύστημα επιτρέπει έως και 30% περισσότερη πυκνότητα ανά τετραγωνικό μέτρο.
Ένα άλλο αξιοσημείωτο σημείο είναι η μεγαλύτερη ανοχή του στον αέρα. Με γωνία κλίσης 15 μοιρών και διαμόρφωση ανατολής-δύσης, η πίεση του ανέμου μειώνεται δραστικά σε σύγκριση με μια διαμόρφωση με νότιο προσανατολισμό, πολύ πιο ευάλωτη στους βόρειους ανέμους. Μια πτυχή που προκύπτει από το προηγούμενο σημείο είναι ότι, λόγω της μικρότερης έκθεσης στον άνεμο, τα ηλιακά συστήματα ανατολής-δύσης χρειάζονται πολύ λιγότερο αντίβαρο για να στερεώσουν τα ηλιακά πάνελ στην οροφή. Αυτό επιτρέπει την εγκατάσταση σε λιγότερο στιβαρές στέγες ή σε στέγες με άλλες εγκαταστάσεις εγκαταστάσεων.
Στην εργασία «Κοινή ενέργεια σε κοινότητες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: Τα οφέλη των φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων με προσανατολισμό στην ανατολή και τη δυτική πλευρά», που δημοσιεύτηκε στοΕνεργειακές Εκθέσεις, η ιταλική ερευνητική ομάδα εξήγησε ότι η γωνία κλίσης των φωτοβολταϊκών συχνά παραμελείται στην επιστημονική βιβλιογραφία για τις ενεργειακές κοινότητες, δηλώνοντας ότι η καινοτομία της δουλειάς τους συνίστατο στην περιγραφή των γεωμετρικών παραμέτρων της στέγης σχετικά με το συγχρονισμό μεταξύ παραγωγής και προφίλ ζήτησης για διαφορετικό προσανατολισμό και γωνία κλίσης. Προσδιόρισαν επίσης ότι η μοντελοποίησή τους βασίστηκε στην υπόθεση ότι τα φωτοβολταϊκά συστήματα της ενεργειακής κοινότητας έχουν τη δυνατότητα να πωλούν πλεονάζουσα ενέργεια στο δίκτυο υπό καθεστώς net-metering και ότι η κοινότητα σχηματίζεται από νοικοκυριά που μοιράζονται το ίδιο σημείο κοινής σύζευξης .
Μέσω μιας μοντελοποίησης προσομοίωσης Monte Carlo, η ομάδα ανέλυσε μια ενεργειακή κοινότητα 60 χρηστών που βασίζονται σε Φ/Β συστήματα συνολικής ισχύος 150 kW, με τις συστοιχίες να ανήκουν σε 30 χρήστες. «Όλα τα αποτελέσματα από τις προσομοιώσεις παρουσιάζονται με διάστημα εμπιστοσύνης 95%, δίνοντας έμφαση στη στατιστική αξιοπιστία των ευρημάτων μας», δήλωσαν οι ακαδημαϊκοί. «Επιπλέον, με την υπόθεση ότι τα φωτοβολταϊκά συστήματα ευθυγραμμίζονται με τον προσανατολισμό της ταράτσας στην οποία είναι εγκατεστημένα, όλα τα φωτοβολταϊκά έχουν τον ίδιο προσανατολισμό και γωνία κλίσης».
Η ανάλυση έδειξε ότι, αν και η προσομοιωμένη κοινότητα που χρησιμοποιεί φωτοβολταϊκά συστήματα νότιας κατεύθυνσης είναι σε θέση να επιτύχει υψηλότερες ενεργειακές αποδόσεις, η κοινότητα που βασίζεται σε συστοιχίες ανατολής-δύσης προσφέρει το πλεονέκτημα των υψηλότερων κοινών ενεργειακών τιμών, κάτι που σύμφωνα με τους επιστήμονες εξαρτάται από τον καλύτερο συγχρονισμό μεταξύ της ζήτησης. και παραγωγή φωτοβολταϊκού ρεύματος νωρίς το πρωί και αργά το απόγευμα. «Η ενέργεια που καταναλώνεται από τον εαυτό της ουσιαστικά από την ενεργειακή κοινότητα επιτυγχάνει την υψηλότερη τιμή για τον προσανατολισμό των φωτοβολταϊκών προς νότο σε βάρος της υψηλότερης κορυφής έγχυσης στο δίκτυο», εξήγησαν περαιτέρω. "Αυτή είναι μια σημαντική πτυχή σε περιβάλλοντα όπου η απόλυτη κοινή ενέργεια εντός της ενεργειακής κοινότητας παρέχεται ρητά, όπως στην Ιταλία."
Τόνισαν επίσης, ωστόσο, ότι τα ευρήματά τους ενδέχεται να μην ισχύουν για σενάρια με υψηλή διείσδυση ΦΒ χωρίς συστήματα μέτρησης δικτύου. "Η έρευνά μας περιορίστηκε σε μια μόνο τοποθεσία. Ενώ αυτή η ιδιαιτερότητα επιτρέπει μια λεπτομερή ανάλυση, τα αποτελέσματα ενδέχεται να επηρεαστούν από διακυμάνσεις στην απόδοση των φωτοβολταϊκών από άλλες περιοχές", προειδοποίησαν επίσης. "Τα αποτελέσματα συνηγορούν για μια πιο περιεκτική προσέγγιση στο σχεδιασμό και τον προγραμματισμό των ενεργειακών κοινοτήτων. Αντί να δίνεται αδικαιολόγητη έμφαση στις εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών ταράτσας με νότιο προσανατολισμό, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη μια ποικιλία προσανατολισμών και κλίσεων."
