تعیین شیب و جهت بهینه نصب سیستم های خورشیدی در شهر مشهد

شدت تابش خورشید ، مهمترین عامل تعیین کننده بازده سیستم های خورشیدی است. گرچه فاصله زمین با خورشید تقریبا ثابت است ولی به علت تفاوت زاویه تابش در هر منطقه، میزان انرژی قابل استفاده نیز متفاوت می باشد. بیشترین میزان تشعشع خورشیدی زمانی حاصل می شود که پرتو تابش ، عمود بر سطح بتابد، این امر با استفاده از دنبال کننده های خورشید که به طور لحظه ای خورشید را دنبال می کنند امکان پذیر است، اما به کارگیری ردیاب های خورشیدی، مستلزم صرف انرژی و هزینه های اضافی بوده و در برخیی شرایط عملی و مقرون به صرفه نیست. روش جایگزین ، استفاده از شیب و جهت بهینه برای دریافت بیشترن تابش در دوره های زمانی گوناگون است. در این مقاله، شیب بهینه سیستم های خورشیدی برای شهر مشهد با عرض جغرافیایی 36/16 درجه، بر اساس یک ندل ریاضی محاسبه شده است. محاسبات نشان داد، استفاده از تنظیم شیب به صورت دوره ای باعث می شود کل انرژی دریافتی سالیانه 11/6% نسبت به سطح افقی افزایش یابد. بهترین دوره برای تغییر شیب بدین صورت است که در ماه های اسفند و فروردین از شیب 24 درجه، در سه ماه اردیبهشت ، خرداد و تیر از شیب 4 درجه، در ماه های مرداد و شهریور از شیب 21 درجه و از ابتدای مهر تا پایان بهمن ماه نیز از شیب 52 درجه استفاده گردد و اگر قرار است یک سیستم خورشیدی در کل سال ثابت بماند، بهتر است با شیب 30 درجه رو به جنوب قرار گیرد.