विभिन्न छत ढलानों के साथ फोटोवोल्टिक प्रणालियों की सरणी रिक्ति के लिए गणना विधियाँ

विभिन्न छत ढलानों के साथ फोटोवोल्टिक प्रणालियों की सरणी रिक्ति के लिए गणना विधियाँ

वितरित ऊर्जा उत्पादन में फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणालियों का एकीकरण, विशेष रूप से छतों पर, अक्षय ऊर्जा स्रोतों की खोज में एक तेजी से महत्वपूर्ण रणनीति का प्रतिनिधित्व करता है। भवन संरचनाओं और छत के डिजाइनों की विविधता को देखते हुए, पीवी सिस्टम की स्थापना को विभिन्न वास्तुशिल्प संदर्भों के अनुरूप बनाया जाना चाहिए। इस लेख का उद्देश्य सौर स्थिति, छत की सामग्री और भवन अभिविन्यास जैसे कारकों पर विचार करते हुए विभिन्न ढलानों वाली छतों पर पीवी सरणियों के अंतर के लिए गणना विधियों का पता लगाना है।

1. सौर स्थिति को समझना

पी.वी. सिस्टम को प्रभावी ढंग से डिजाइन करने के लिए, इमारत के संबंध में सूर्य की स्थिति को समझना महत्वपूर्ण है। क्षैतिज निर्देशांक प्रणाली में, सूर्य की स्थिति आमतौर पर उसके ऊंचाई कोण और दिगंश कोण के माध्यम से व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, बीजिंग में, सौर प्रक्षेप पथ को निम्नलिखित मापदंडों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है:

• सौर ऊंचाई कोण (α) : आकाश में सूर्य की ऊंचाई।

• सौर दिगंश कोण (A) : किसी विशिष्ट समय पर सूर्य की रोशनी जिस दिशा से आ रही होती है, वह दिशा।

• स्थानीय अक्षांश (φ) : स्थापना स्थल का भौगोलिक अक्षांश।

• सौर झुकाव कोण (δ) : सूर्य की किरणों और पृथ्वी की भूमध्य रेखा के तल के बीच का कोण।

• घंटा कोण (ω) : सौर दोपहर से समय का माप, जिसे कोणीय माप (डिग्री) में व्यक्त किया जाता है।

विशिष्ट समय पर सौर ऊंचाई और दिगंश कोण, जैसे कि शीतकालीन संक्रांति पर सुबह 9:00 बजे या अपराह्न 3:00 बजे, पी.वी. सरणियों की दूरी की गणना के लिए मौलिक हैं। शीतकालीन संक्रांति पर सौर झुकाव -23.45 डिग्री है, और इन समयों पर घंटे के कोणों की गणना पी.वी. सरणियों के सापेक्ष सूर्य की स्थिति स्थापित करने के लिए की जा सकती है।

2. समतल कंक्रीट की छतों पर पीवी सरणी स्पेसिंग

समतल कंक्रीट की छतों पर स्थापना के लिए, "फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन डिज़ाइन विनिर्देश" छाया से बचने के लिए पीवी सरणियों के बीच की दूरी की गणना करने के लिए एक सूत्र प्रदान करता है। सूत्र सरणी की ढलान की लंबाई और पैनलों के कोण के साथ-साथ परियोजना स्थल के अक्षांश को भी ध्यान में रखता है। सरणियों के केंद्र-से-केंद्र की दूरी अधिकतम सूर्य घंटों के दौरान छाया को रोकने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।

सूत्र इस प्रकार दिया जा सकता है:

[डी = एल सीडॉट सिन(θ) + एस]

कहाँ:

• ( L ) = सरणी ढलान की लंबाई

• ( θ ) = पी.वी. मॉड्यूल का कोण

• ( S ) = साइट का अक्षांश

इससे यह सुनिश्चित होता है कि सूर्य का प्रकाश आसन्न पैनलों की पंक्तियों के कारण बाधित न हो, जिससे ऊर्जा ग्रहण क्षमता अधिकतम हो जाती है।

3. ढलान वाली छतों पर पी.वी. सरणी स्पेसिंग

जब रंगीन स्टील टाइल या सिरेमिक टाइल से बनी ढलान वाली छतों पर पीवी सिस्टम स्थापित किए जाते हैं, तो स्थापना विधि आमतौर पर छत की प्राकृतिक ढलान का अनुसरण करती है। इन मामलों में, पैनलों की पंक्तियों के बीच की दूरी रखरखाव गलियारे पर विचार करके निर्धारित की जा सकती है जो रखरखाव और निरीक्षण के लिए आसान पहुँच की सुविधा प्रदान करती है।

अनुशंसित रखरखाव गलियारे की चौड़ाई 500 मिमी से 600 मिमी के बीच है, जिससे छाया के जोखिम के बिना उचित दूरी बनी रहती है, क्योंकि आगे की पंक्ति के पैनल पीछे की पंक्ति के पैनलों तक सूर्य के प्रकाश को पहुंचने से नहीं रोकते हैं।

4. उत्तर-दक्षिण ढलान वाली छतों के लिए दूरी

प्रकार 1: दक्षिण-मुखी ढलान

पूर्व-पश्चिम दिशा में स्थित रिज (यानी उत्तर की ओर ढलान) वाली इमारतों में, पीवी सरणियों की अगली और पिछली पंक्तियों के बीच ऊंचाई के अंतर की गणना करना आवश्यक है। ढलान गुणांक (i) को छत के सबसे ऊंचे और सबसे निचले बिंदुओं के बीच क्षैतिज दूरी से विभाजित ऊंचाई अंतर के रूप में परिभाषित किया जाता है।

पहली पंक्ति के आगे और दूसरी पंक्ति के पीछे के भाग के बीच की ऊंचाई का अंतर निम्न प्रकार से गणना किया जा सकता है:

• दक्षिण-मुखी छतों के लिए ऊंचाई का अंतर ऋणात्मक होता है।

• उत्तर दिशा की ओर वाली छतों के लिए ऊंचाई का अंतर सकारात्मक है।

यह गणना सुनिश्चित करती है कि पीछे के पैनलों को पर्याप्त सूर्यप्रकाश मिले तथा चरम सौर घंटों के दौरान सामने के पैनलों की छाया उन पर न पड़े।

प्रकार 2: झुके हुए पैनलों के साथ पूर्व-पश्चिम अभिविन्यास

जिन इमारतों का दक्षिण की ओर सीधा झुकाव नहीं है, उनके लिए पीवी सरणियों की दूरी को इमारत के झुकाव और दिन के विशिष्ट समय के दौरान सौर स्थिति को ध्यान में रखना चाहिए। प्रभावी अंतराल की गणना करते समय इमारत का एज़िमुथ कोण महत्वपूर्ण होता है।

समायोजित अंतराल की गणना उस सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है जिसमें भवन के एजिमुथ कोण और सुबह 9:00 बजे या दोपहर 3:00 बजे सौर एजिमुथ कोण को शामिल किया जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि भवन पूर्व या पश्चिम की ओर है या नहीं। यह विधि सुनिश्चित करती है कि सूर्य के सापेक्ष पीवी पैनलों का प्रभावी कोण अंतराल गणनाओं में सटीक रूप से दर्शाया गया है।

5. पूर्व-पश्चिम ढलान वाली छतों के लिए दूरी

प्रकार 1: प्रत्यक्ष पूर्व-पश्चिम ढलान

जब इमारतों की छतें सीधे पूर्व या पश्चिम की ओर झुकी होती हैं, और पीवी मॉड्यूल एक कोण पर लगाए जाते हैं, तो छत के ढलान के छाया पर पड़ने वाले प्रभाव पर विचार करना अनिवार्य है। ढलान के ऊपरी छोर पर पैनलों की ऊंचाई लंबी छाया डाल सकती है, जिससे पंक्तियों के बीच की दूरी प्रभावित होती है।

प्रकार 2: गैर-मानक अभिविन्यास

ऐसी छतों के लिए जिनमें मानक पूर्व या पश्चिम ढलान नहीं है और जहाँ पीवी मॉड्यूल एक कोण पर स्थापित हैं, भवन के एज़िमथ कोण और सौर स्थिति के आधार पर गणनाओं को समायोजित करना आवश्यक है। यह सुनिश्चित करता है कि छायांकन प्रभाव कम से कम हो, और पीवी सिस्टम से ऊर्जा की उपज अधिकतम हो।

समायोजन में निम्नलिखित बातों पर विचार किया जाना चाहिए:

• पूर्वी ढलानों के लिए, अपराह्न 3:00 बजे सौर दिगंश कोण का उपयोग करके सुधार किया जाना चाहिए।

• पश्चिमी ढलानों के लिए, सुधार में सुबह 9:00 बजे के सौर दिगंश कोण का उपयोग किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

यह लेख अलग-अलग ढलान वाली छतों पर फोटोवोल्टिक सरणियों के अंतराल की गणना करने के लिए विभिन्न तरीकों का सारांश प्रस्तुत करता है। कंक्रीट की सपाट छतों और ढलान वाली छतों के लिए डिज़ाइन संबंधी विचार, चाहे दक्षिण या पूर्व-पश्चिम की ओर हों, में सौर कोण, भवन अभिविन्यास और छत की अंतर्निहित ढलान को समझना शामिल है।

जबकि ध्यान सामान्य छत के प्रकारों पर रहा है, वास्तुशिल्प डिजाइनों की जटिलता का मतलब है कि कुछ अनूठी संरचनाओं, जैसे गुंबददार या अंडे के आकार की छतों, को अतिरिक्त विचारों की आवश्यकता हो सकती है। यहाँ दिए गए तरीके और सूत्र फोटोवोल्टिक उद्योग के पेशेवरों के लिए एक संदर्भ के रूप में काम करते हैं, जो कुशल सौर ऊर्जा उपयोग की खोज में सहयोग और सर्वोत्तम प्रथाओं को साझा करने को प्रोत्साहित करते हैं।

जैसे-जैसे नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र विकसित होता रहेगा, सटीक गणनाओं और नवीन डिजाइनों की आवश्यकता बढ़ती जाएगी, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि फोटोवोल्टिक प्रणालियों को विविध वास्तुशिल्प वातावरणों में प्रभावी रूप से एकीकृत किया जा सके।