Науковий вісник НГУ

Оптимізація кутів нахилу панелей сонячних батарей на різноманітній місцевості Алжиру

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2024

Останнє оновлення: 29 жовтня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 361

Authors:

А. Намуне*, orcid.org/0009-0008-0022-8466, Лабораторія енергетичної фізики, факультет точних наук, кафедра фізики, Університет Братів Ментурі в м. Константіна 1, м. Константіна, Алжир, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. Чакер, orcid.org/0000-0002-5111-1478, Лабораторія енергетичної фізики, факультет точних наук, кафедра фізики, Університет Братів Ментурі в м. Константіна 1, м. Константіна, Алжир

І. Сауане, orcid.org/0009-0000-9599-6039, Лабораторія енергетичної фізики, факультет точних наук, кафедра фізики, Університет Братів Ментурі в м. Константіна 1, м. Константіна, Алжир; Кафедра наук про матерію, Університет імені Шахіда Лаарбі Тебессі, м. Тебесса, Алжир

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (5): 079 - 084

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-5/079

Abstract:

Мета. Оптимізувати ефективність і продуктивність системи за рахунок максимального уловлювання сонячної радіації шляхом визначення оптимального кута нахилу панелей.

Методика. У даний час стохастичні методи використовуються для оцінки, оптимізації та прогнозування різних систем уловлювання сонячної енергії. Авторами розроблено алгоритм, що імітує ехолокаційну поведінку кажанів.

Результати. Для досягнення мети ми оцінили різні кути нахилу поверхні падіння енергії, які максимізують сонячне проміння. Далі ми порівняли інтенсивність падаючої сонячної енергії з горизонтальної поверхні та тієї ж поверхні, нахиленої під оптимальним кутом. У результаті визначені оптимальні кути нахилу панелей для інших алжирських міст, не охоплених цим дослідженням, на основі двох факторів: геометрії та клімату, з використанням множинного лінійного регресійного аналізу. Отримані результати відображають середньомісячні й річні значення кутів нахилу сонячних панелей. Ці результати залежатимуть від широти та рівня сонячного світла в місцях, що обстежуються.

Наукова новизна. У цьому дослідженні представлений обчислювальний алгоритм, що використовує модель ехолокаційної поведінки кажанів задля визначення найбільш вигідного кута нахилу фотоелектричної панелі.

Практична значимість. Оптимізація кутів розташування сонячних панелей на різних рельєфах в Алжирі має вирішальне значення для максимізації енергоефективності фотоелектричних установок. Алгоритм оптимізації на основі ехолокаційної поведінки кажанів дозволяє визначати оптимальні кути з урахуванням регіональних, кліматичних і сезонних коливань, тим самим збільшуючи виробництво енергії. Цей інноваційний підхід пропонує ефективне рішення для підвищення прибутковості сонячних систем, одночасно сприяючи сталому розвитку.

Ключові слова: оптимальний кут, сонячні панелі, сонячне випромінювання, стохастичні методи, алгоритм оптимізації, ехолокація кажанів

References.

1. Hwang, T., Kang, S., & Kim, J. T. (2012). Optimization of the building integrated photovoltaic system in office buildings – Focus on the orientation, inclined angle and installed area. Energy and Buildings, 46. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.10.041.

2. Kang, H., Hong, T., Jung, S., & Lee, M. (2019). Techno-economic performance analysis of the smart solar photovoltaic blinds considering the photovoltaic panel type and the solar tracking method. Energy and Buildings, 193. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.03.042.

3. Frid, S. E., Lisitskaya, N. V., & Muminov, Sh. A. (2023). The Optimal Angle of Inclination of Photovoltaic Modules to the Horizon, Energy Sources. Solar installations and their application, 59. https://doi.org/10.3103/S0003701X23600662.

4. Chang, Y. P. (2010). Optimal the tilt angles for photovoltaic modules in Taiwan. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 32, 956-964. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2010.02.010.

5. Talebizadeha, P., & Mehrabian, M. A. (2011). Prediction of the optimum slope and surface azimuth angles using the Genetic Algorithm. Energy and Buildings, 43, 2998-3005. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.07.013.

6. Tabet, I., Touafek, K., Bellel, N., Bouarroudj, N., Khelifa, A., & Adouane, M. (2014). Optimization of angle of inclination of the hybrid photovoltaic-thermal solar collector using particle swarm optimization algorithm. Journal of Renewable and Sustainable Energy 6, 053116. https://doi.org/10.1063/1.4896956.

7. Saouane, I., Chaker, A., Zaidi, B., & Shekhar, C. (2017). Optimal angle of polycrystalline silicon solar panels placed in a building using the ant colony optimization algorithm. European Physical Journal Plus, 132. 106. https://doi.org/10.1140/epjp/i2017-11381-4.

8. Datta, S., Bhattacharya, S., & Roy, P. (2016). Artificial Intelligence Based Solar Panel Tilt Angle Optimization and Its Hardware Implementation for Efficiency Enhancement. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 5(10), 7830-7842. https://doi.org/10.15662/ijareeie.2016.0510006.

9. Ramamurthi, P. V., & Nadar, E. R. Samuel (2020). IoT-Based “Energy Monitoring and Controlling of an Optimum Inclination Angle of the Solar Panels”. IETE Journal of Research. https://doi.org/10.1080/03772063.2020.1754301.

10. Calabrò, E. (2013). An Algorithm to Determine the Optimum Tilt Angle of a Solar Panel from Global Horizontal Solar Radiation. Journal of Renewable Energy, 307547. https://doi.org/10.1155/2013/307547.

11. Ismail, M. S., Moghavvemi, M., & Mahlia, T. M. I. (2013). Analysis and Evaluation of Various Aspects of Solar Radiation in the Palestinian Territories. Energy Conversion and Management, 73, 57-68. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.04.026.

12. Karaveli, A. B., & Akinoglu, B. G. (2018). Estimating daily global solar radiation in hot semi-arid climate using an efficient hybrid intelligent system. International Journal of Green Energy, 15. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-022-02398-z.

13. Rajkumar, K., & Kumar, K. A. (2023). Application of firefly algorithm for power estimations of solar photovoltaic power plants. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 45. https://doi.org/10.1080/15567036.2021.1916653.

14. Jaouane, M., Fakkahi, A., Ed-Dahmouny, A., El-Bakkari, K., Turker Tuzemen, A., Arraoui, R., Sali, A., & Ungan, F. (2023). Modeling and simulation of the influence of quantum dots density on solar cell properties. European Physical Journal Plus, 138. 148. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-023-03736-5.

15. Yang, X.-S., & He, X. (2013). Bat algorithm: literature review and applications. International Journal of Bio-Inspired Computation, 141-149. https://doi.org/10.1504/IJBIC.2013.055093.

16. Document Technique Réglementaire, D. T. R. C 3-4 (2005). Règles de calcul des rapports calorifique des bâtiments “CLIMATISATION” fascicule 2. Centre National d’Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment. Ministère de L’habitat, Algérie.

17. Jims, G., Wessley, J., Narciss Starbell, R., & Sandhya, S. (2017). Modelling of Optimal Tilt Angle for Solar Collectors Across Eight Indian Cities. International journal of renewable energy research.  https://doi.org/10.20508/ijrer.v7i1.4729.g6996.

• < Попередня
• Наступна >