Kras
Najugodnejša orientacija sprejemne ploskve

Količina globalnega in kvaziglobalnega Sončevega obseva sta zanimiva podatka za npr. agronome in gozdarje, ker podajata informacijo o energiji, ki jo prejme vodoravna ploskev ali dejansko površje. Energetiki pa lahko postavijo sprejemnike sončne energije (npr. sončne kolektorje ali sončne celice) tako, da ti prejmejo kar največ sončnega obseva in niso omejeni z vodoravnimi ploskvami ali reliefom. Najugodnejšo prostorsko usmerjenost (orientacijo) sprejemne ploskve lahko določimo s simulacijo. Zaradi podnebnih značilnosti se lahko zgodi, da najugodnejša smer, v katero je nagnjena sprejemna ploskev, ni jug, kar bi bilo pričakovati v naših krajih, ampak rahel zamik proti vzhodu ali zahodu.

Simulacijo izvajamo tako, da računamo prejeto energijo pri različno nagnjenih ploskvah, pri čemer spreminjamo nagib in azimut s stopinjskim korakom. Predvideno je, da je relief popolnoma raven, kar pomeni, da morajo morebitni uporabniki teh podatkov postaviti svoje naprave na mesto, ki je dovolj visoko, da ga vsaj na južni strani ne omejujejo ovire v smeri Sonca. V simulaciji upoštevamo direktno in difuzno osončenost. Večji naklon proti jugu sicer načeloma pomeni boljši izkoristek direktne obsevanosti zaradi manjšega vpadnega kota sončnih žarkov, ampak tudi manjši izkoristek difuzne obsevanosti zaradi zmanjšanega deleža vidnega neba. Velik razpon najugodnejših smeri naklonov je možen poleti, ko so najugodnejši nakloni v povprečju zelo majhni, ker se takrat Sonce dolgo nahaja tudi na severni nebesni polobli. Ker je Sonce pozimi ves čas na južni nebesni polobli, so najugodnejše smeri dokaj blizu juga, najugodnejši nakloni pa so lahko dokaj različni.

Za dejansko izkoriščanje sončne energije pa ni dovolj poznati le prostorsko porazdelitev najugodnejše orientacije ploskve za neko časovno obdobje, ampak je treba vedeti, kakšen prirastek oz. izgubo v obsevu lahko pričakujemo, če sprejemnik v tem časovnem obdobju poljubno obrnemo. Najprimerneje se to pokaže z grafi, ki imajo na ordinati nanesen azimut, na ordinati naklon, barva pa kaže koliko energije več ali manj prejme tako orientirana ploskev glede na vodoravno ploskev. Še posebej zanimiv je junijski graf, s katerega lahko razberemo, da z nagibanjem ploskve zelo hitro »pridelamo izgubo«. Vzrok za to je vzhajanje in zahajanje Sonca v poletnih mesecih na severni nebesni polobli, zato je v naših krajih npr. ob poletnem obratu Sonce 8 ur na južni nebesni polobli in kar 6 na severni, zato je pri velikem nagibu proti jugu sprejemna ploskev zjutraj in zvečer lahko včasih celo v lastni senci.

Predstavljen graf je bil izdelan za območje Senožeč, a prikazani podatki veljajo za sorazmerno široko območje. Če bi na tem območju prostorsko orientacijo sprejemnika vsak mesec posebej spreminjali, bi lahko tekom celega leta pridobili približno 20 % sončne energije, pri konstantni prostorski orientaciji preko celega leta pa približno 11 %. S pravilnim orientiranjem sprejemnika lahko povečamo izkoristek sončne energije največ v zimskem in najmanj v poletnem času.

Spreminjanje lokacije zahoda Sonca med 12. novembrom in 9. decembrom. (Foto: fdecomite)
Spreminjanje lokacije zahoda Sonca med 12. novembrom in 9. decembrom. (Foto: fdecomite)
Prostorska razporeditev najugodnejšega nagiba.
Prostorska razporeditev najugodnejšega nagiba.
Prirastek oz. izguba v Sončevi energiji pri primerjavi poljubno orientirane in vodoravne ploskve sprejemnika za mesec december, marec in junij v okolici Senožeč. Četrti graf velja za celo leto, s pikami pa so označene optimalne orientacije za posamezen mesec.
Prirastek oz. izguba v Sončevi energiji pri primerjavi poljubno orientirane in vodoravne ploskve sprejemnika za mesec december, marec in junij v okolici Senožeč. Četrti graf velja za celo leto, s pikami pa so označene optimalne orientacije za posamezen mesec.


Interaktivni zemljevid