Güneş Dizi Performansı Üzerine Işık Kirliliğinin Etkisi

Şehir Güneş Enerjisine Yönelik Işık Kirliliği Tehditinin Büyüsü

Dünyanın çevresindeki şehirler, hırslı yenilenebilir enerji hedefleri için taahhüt ettikleri gibi, güneş ışığı (PV) tesisatları çatılarda, park yapıları ve vazolar üzerinde çarpık bir düşman, ancak bu yatırımlara beklenen geri dönüş anlamına gelir: ışık kirliliği sadece karanlıktır - ışık ışıklar, billboards, bina cepheleri ve spor fikstürleri - bu güneş müdahalelerini geri getirmek ve güneş uyarılarını sağlamak için vaat eden bir şekilde güneş ışığına çıkar.

Işık kirliliği ekolojik ve astronomik sonuçları için yoğun olarak incelenmiştir, ancak enerji altyapısı üzerindeki etkisi sadece şimdi dikkat çekiyor. Yoğun metropol alanlarda, doğrudan yapay ışık kombinasyonu, yüzeylerden ışık yakıyor ve atmosferdeki dağınık ışık, güneş paneline ulaşan bir teknoloji için zaten verimlilik kaybıyla karşı karşıya olan bir teknoloji için, gölgeleme ve sıcaklık, küçük bir ceza sistemi bile bir sistem 25 yıllık ömrü boyunca önemli bir nesile karışabilir.

Işık Kirliliği Nedir? Derin Bir Bakış

Işık kirliliği, insan aktivitesi tarafından üretilen aşırı, yanlış yönlendirilmiş veya obtrusive yapay ışıktır. Güneş panelleri için her biri farklı etkilerle farklı şekillerde çalışır:

Bunların arasında, göksel ve en zor olanı azaltmak için idealdir. Doğrudan normal irradiance (DHI) ve yatay geri dönüş (DHI) güç üretmek için, panelin genel güneş diski ve gökyüzünün arasındaki farkı azaltmak için hem de yüksek çözünürlükte bir azaltıcıdır.

Interference'in Mekanizmaları: Yapay Işık Şiktleri Güneş Panelleri

Azaltılmış Doğrudan Sunlight Exposure

En basit etki, yapay ışık fiziksel olarak blok veya dilsiz güneş ışığının altında olmasıdır. Yakın bir sokak ışığı, bir bina olarak, parlak ışık, panelin maksimum güç sinyalini yükseltebilir, bazı durumlarda, birden fazla yönsel sel ışık, güneş ışığının çevreli bir ışıkla aynı şekilde küçültülebileceğini belgeledi.

Skyglow ve Contrast'ın kaybı

Güneş hücreleri, yeterli enerjinin fotonları p-nağı çarptığında elektrik üreten yarı iletken cihazlardır. Tasarımları birincil ışık kaynağının - güneş-gerçekten yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte sinyali, tüm gökyüzündeki yapay ışık saçlarını yapay olarak azaltacak şekilde, güneş diski ve çevresi arasındaki farkı yıkamak özellikle zararlıdır.Bu, koncentratoratör için zararlıdır (CPV) ve yüksek verimsiz tekkü izleme sistemleri, tam güneş konumlandırmasına karşı hassas bir şekilde takip eder.

Termal Etkileri ve Spetral Değiştirir

Başka bir önemli mekanizma termal. Solar paneller sıcaklıkları yükselirken verimliliği kaybeder - kristal silikon modüller için derece başına% 0.4'ü. Yapay aydınlatma, özellikle yüksek çözünürlükte (HID) lambalar, LED su ışıkları ve neon işaretleri, birkaç derece boyunca yerel çevre ısısını artırabilir. Bu sadece ışıklardan gelen ısınmış ısıtılır; kentsel aydınlatma için gerekli altyapı (sahkahalar, kablolar, transformatörler) gece daha sıcak paneller oluşturabilir.

Sıcaklık ötesinde, yapay ışık meselelerinin spektral bileşimi. Çoğu şehir aydınlatma bugün mavi zengin bir spektrumla LED'leri kullanıyor (yaklaşık renkli sıcaklık 4000-6500 K). Bu ışık güneş ışığının daha yüksek olmasına rağmen, gerçek güneş enerjisinin miktarını azaltan bir dengelemeye neden oluyor (tipik olarak 300-1100 nm). mavi zengin yapay ışık sürekli bir arka planına maruz kaldığında, özellikle de MPPT'yi geri dönüp, ışıktan daha hassas bir şekilde yakalamak için daha hassas olan ışıktan daha yüksek olabilir.

Empirical Del ve Araştırma Yöntemleri

Konu hala ortaya çıkıyor olsa da, birkaç araştırma grubu, yıllık enerji üretiminde 0.8 oranındaki azalmayı ölçtü. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) kontrollü maruz kalma testleri kullanılarak, tipik kentsel gökyüzüne maruz kalan bir panel (0.2 lux above natural skyglow) yıllık enerji çıktısında 0.8 oranında daha belirgin bir şekilde azaltıldı.

[FONT:0)Dön bağlantı: [Dönetici:0] [Dönüşükümlülükler üzerinde tam NREL yayınını okuyun.

Kentsel Güneş Projesi Ekonomisi için Implikasyonlar

Işık kirliliğinin finansal etkisi sadece teorik değildir. 100 kW çatı sistemi bir şehir merkezinde, yıllık performans kaybı yılda yaklaşık 4,500 kWh eşittir - arazinin beş ay boyunca ortalama bir Amerikan ev olması için, ancak gökaltın bir miktar daha yüksek bir güç satın alma sözleşmesi (PPA), yerel elektrik oranlarına bağlı olarak 15.000 $ 'lık bir net bir değer kaybına neden olabilir.

Yatırımcılar ve proje finansörleri, dikkat çekmek için başlıyor. Bazı özensizlikler artık tahminlere ulaşma belirsizliğini ekliyor.

Güneş Dizileri Üzerine Yanan Işık Kirliliği Etkileri

Shading ve Low-Light Hoşgörü için tasarım

Modern güneş panelleri, düşük ışık performansı derecelendirmeleriyle eşitsiz şekilde yer alan yapay ışık etkisini azaltmak için daha az hassastır (measured by düşük çözünürlük katları tarafından).Bu tasarımlar ayrıca şehir projeleri için modüller belirteçdiğinde, satın alma yöneticileri düşük ışık davranışı verilerinin düşük kaliteli performans puanlarına öncelik vermeleri gerekir.

Stratejik Panel Yeri ve Oryantasyon

Mümkün olan, paneller en parlak yapay ışık kaynaklarından uzak durmalı. Bir çatıda, bu, gökyüzünün en karanlık parçasına doğru eğimli modüller anlamına gelebilir veya bir toplanmış montaj sistemi kullanarak eğimli bir aydınlatma açısının optimize edilmesine izin verir (örneğin, beyaz TPO çatılama) sadece iki taraftan ışık yakmazsa, özellikle de yapay ışık altından yana koyu bir membran kullanarak, alternatif bir şekilde aydınlatma ayarını kullanarak.

Şehir Aydınlatma Altyapısı

En etkili uzun vadeli çözüm, kaynağında ışık kirliliğini azaltmaktır. Şehirler “karanlık dostu” aydınlatma uygulamaları da alabilir:

[FONT=0]Dön bağlantı: [Dönetici:0] The International Dark-Sky Association, dış aydınlatma için kılavuzlar sunar ([Dönem:2).

Sensörler ve Adaptif Algoritmaları

Gelişmiş inverterler ve izleme sistemleri ışık kirliliği etkileri için telafi etmenize yardımcı olabilir. Bazı yeni inverterler, güneş diskinden gelen gerçek geniş kapsamlı ışınlara güvenmek için MPPT algoritmasını ayarlayabilirler, sadece toplam diffüz ışık.Eğer sistem gerçek bir yüksek arka plan ışığı algılaması için bir panelin imkansızlığını tespit ederse, tüm ekran görüntülerin çekilmesini engelleyen birkaç tane daha fazla gerilim tabanlı takip etmek için MPPT algoritmasını ayarlayabilir.

Kentsel Planlama ve Zoning

Belediyeler, güneş performans korumalarını kendi zoning kodlarında içerebilir. Örneğin, yeni gelişmelerin güneş dizilerini en parlak aydınlatma bölgelerinden en az 50 metre uzaklıkta olması ve ayrıca orta güneş yüzeylerine yansımaları azaltabilmeleri için inşa edilmiştir. Bazı şehirler planlı güneş çiftlikleri hakkında “ışıksız bölgeleri” almaya başladı, belli bir yarıda aydınlatma izni verilmiyor.

Future Outlook: Akıllı Şehirler ve Dark-Sky Initiatives

Kentsel aydınlatma ve güneş enerjisi arasındaki gerginlik kaçınılmaz değildir. Şehirler, ışık tutma elemanlarının mümkün olduğu kadar ikiye katlanarak, aydınlatmaya yönelik olarak aydınlatıcı bir işaret haline gelebilir.Süresel olarak, şehirlere ışık kirliliğine dayanan bir mali teşvik oluşturabilir ve ışıkların artmasının mümkün olduğu bir karbon dengelemesinin ortaya çıkmasını talep edebilir.

Araştırma, insan güvenliği için tam olarak ihtiyaç duyulan ışık kaplamalarını ve yol yollarını geliştirmek için antenleri ve yazılımı kullanan “solar-aware” aydınlatma sistemlerini geliştirmek için otoyol altındadır - çatıları ve parkları göreceli olarak yapay dalgalar yansıtan panel kaplamaları ile birlikte bırakmak için çatıları terk etmek ( LED spektruma kadar) neredeyse güneş dizileri için gerekli olan ışık kirliliğinin etkisini ortadan kaldırabilecektir.

Sonuç: Şehirsel sürdürülebilirlik için bir çift Win

Işık kirliliği güneş enerjisi için önemsiz bir nuisance değildir; aydınlatma talebinin düşükleştirilmesi, doğal sirkadiyen ritmi geri çekilmesi ve yenilenebilir enerjiye geçişin yavaşlanmasıdır. İyi haber, çözümlerin sinerjik ışık azaltımının sadece güneş paneli çıktısını azaltamamasıdır, aynı zamanda elektrik tasarrufu sağlar, doğal sirkadiyen ritmini geri döndürür ve vahşi yaşam ve yıldız gazi için doğal gece ortamını korur.

Kentsel planlayıcılar, güneş geliştiricileri, aydınlatma mühendisleri ve politika yapıcılar bu hedefleri entegre etmek için işbirliği yapmalılar. karanlık-sky dostu aydınlatma veya temizlemeleri benimsemek, düşük ışık performansı ile güneş ekipmanlarını seçmek ve uyarlanabilir kontrolleri dağıtmak, şehirler güvenlik veya estetik olmadan yenilenebilir bir nesilde net bir artış elde edebilir.

[FONT=0]Dön bağlantı: [Dönetici Derneği'nin düşük seviyeli fikstürler için sertifikasyon programı hakkında bilgi edinin ([Dön:2).GLA web[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD)[D)[Dönetici).