Cách tính góc nghiêng tấm pin mặt trời tối ưu hiệu suất

Góc nghiêng tấm pin mặt trời trực tiếp quyết định hiệu suất năng lượng của toàn bộ hệ thống. Việc điều chỉnh góc nghiêng phù hợp giúp tối ưu hóa sản lượng điện thu được. Trong bài viết này, hãy cùng KITAWA tìm hiểu sâu về tầm quan trọng của góc nghiêng tấm pin mặt trời và cách tối ưu hóa hiệu suất năng lượng mặt trời thông qua các phương pháp thiết lập, điều chỉnh góc nghiêng chính xác.

Góc nghiêng tấm pin mặt trời có ý nghĩa như thế nào?

Độ nghiêng của tấm pin năng lượng mặt trời là góc nghiêng dọc của tấm pin so với mặt phẳng ngang (đường xích đạo). Góc nghiêng (hay độ dốc) ảnh hưởng trực tiếp đến lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào, từ đó quyết định hiệu suất sản xuất điện của tấm pin và toàn bộ hệ thống. Việc lựa chọn độ nghiêng phù hợp mang lại nhiều lợi ích:

• Tối ưu sản lượng điện: Độ nghiêng tấm pin càng phù hợp với vĩ độ địa lý và điều kiện thời tiết địa phương, lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin càng nhiều. Điều này giúp tối ưu hóa sản lượng điện tổng thể của hệ thống.

• Tiết kiệm chi phí đầu tư: Lựa chọn độ nghiêng chính xác giúp hệ thống đạt hiệu suất cao nhất trên mỗi tấm pin, từ đó giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu (vì cần ít tấm pin hơn để đạt công suất mục tiêu).

• Tăng tuổi thọ tấm pin: Độ nghiêng phù hợp còn hỗ trợ thoát nhiệt hiệu quả và thoát nước mưa và chống thấm, giúp giảm thiểu tình trạng quá nóng và giữ sạch bề mặt tấm pin, từ đó tăng tuổi thọ cho tấm pin.

Cách tính góc nghiêng tấm pin mặt trời chính xác

Công thức sau đây là phương pháp đơn giản để xác định độ nghiêng tối ưu cho tấm pin năng lượng mặt trời (khi lắp đặt cố định và nhắm đến sản lượng cao nhất quanh năm):

Độ nghiêng tối ưu = Vĩ độ địa lý + 15 độ

Công thức này thường được sử dụng để tối ưu hóa việc thu nhận ánh sáng mặt trời vào mùa đông (khi mặt trời chiếu thấp hơn). Việc cộng thêm 15 độ vào vĩ độ giúp tấm pin hướng cao hơn một chút so với vị trí mặt trời giữa trưa vào mùa đông.

• Vĩ độ địa lý: Xác định góc cơ bản của vị trí lắp đặt.

• +15 độ: Điều chỉnh bổ sung, giúp tối ưu hóa sản lượng điện trong những tháng có bức xạ thấp nhất (mùa đông), thường là thời điểm hệ thống cần sản lượng nhất.

Độ nghiêng tối ưu

Độ nghiêng tối ưu của tấm pin năng lượng mặt trời là góc thiết lập nhằm tối đa hóa sản lượng điện hàng năm hoặc theo mùa. Góc tối ưu này thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố chính sau:

• Vĩ độ địa lý: Vĩ độ càng cao (càng xa xích đạo), mặt trời càng di chuyển thấp trên bầu trời. Do đó, góc nghiêng tối ưu càng lớn để tấm pin hứng được ánh sáng trực tiếp. (Góc nghiêng thường bằng hoặc gần bằng vĩ độ)

• Mùa trong năm: Vào mùa hè mặt trời chiếu cao hơn, góc nghiêng tối ưu của tấm pin nhỏ hơn để vuông góc với tia nắng. Ngược lại mùa đông, mặt trời chiếu thấp hơn, góc nghiêng tối ưu của tấm pin lớn hơn để đón tia nắng thấp. Nếu mục tiêu là tối đa hóa sản lượng quanh năm, chọn góc nghiêng cố định gần bằng vĩ độ. Nếu ưu tiên mùa cụ thể, điều chỉnh theo mùa đó.

• Điều kiện thời tiết: Nếu khu vực lắp đặt thường xuyên có nhiều mây, mưa, nên chọn góc nghiêng thấp hơn. Góc nghiêng thấp hơn giúp thu nhận tốt hơn ánh sáng tán xạ – nguồn ánh sáng chính khi trời mây, thay vì chỉ tập trung vào ánh sáng trực tiếp.

Độ nghiêng tiêu chuẩn

Việc xác định độ nghiêng tối ưu của tấm pin năng lượng mặt trời tại Việt Nam dựa trên vĩ độ địa lý và mục tiêu sản lượng.

• Vĩ độ trung bình: Việt Nam có vĩ độ địa lý trung bình khoảng 10 độ (gần xích đạo).

• Độ nghiêng tối ưu tiêu chuẩn: Theo tính toán của các chuyên gia, độ nghiêng tấm pin tối ưu để đạt sản lượng điện cao nhất quanh năm thường nằm trong khoảng 10 - 15 độ. Góc này giúp tối đa hóa việc thu nhận ánh sáng trực tiếp và ánh sáng tán xạ.

• Trong thực tế, độ nghiêng này cần được điều chỉnh linh hoạt tùy theo điều kiện cụ thể của từng khu vực (miền Bắc, miền Nam có vĩ độ khác nhau) và mục tiêu sử dụng (ví dụ: lắp trên mái tôn có sẵn độ nghiêng, hay ưu tiên sản lượng mùa hè/mùa đông).

Các yếu tố quyết định hiệu quả hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Để tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả, đạt công suất sản xuất điện tối ưu, cần xét và điều chỉnh nhiều yếu tố khác nhau khi lắp đặt:

Độ nghiêng tấm pin (Góc nghiêng)

Độ nghiêng của tấm pin (góc hợp giữa mặt phẳng pin và mặt phẳng ngang) là yếu tố quan trọng nhất. Góc này ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng hấp thụ ánh sáng của pin, từ đó ảnh hưởng đến công suất sản xuất điện.

Bảo dưỡng thường xuyên

• Vệ sinh: Tấm pin cần vệ sinh sạch sẽ loại bỏ bụi bẩn, tuyết rơi, sương mù, lá cây. Vật cản làm giảm ánh sáng chiếu vào, giảm hiệu suất.

• Điều chỉnh góc: Cần điều chỉnh độ nghiêng dốc hơn 10 độ so với bình thường khi có tuyết, tránh bị đọng tuyết hoặc đọng nước. 

Điều chỉnh theo mùa

• Mùa khác nhau có góc chiếu sáng mặt trời khác nhau. Cần điều chỉnh độ nghiêng tấm pin theo mùa để hứng nhiều ánh sáng nhất.

• Nếu mùa hè dùng nhiều điện hơn, chỉnh góc nghiêng tối ưu cho mùa hè; ngược lại, mùa đông cũng vậy.

Thời gian và chất lượng pin

• Chất lượng Pin: Nên chọn tấm pin có chất lượng cao và bảo hành dài hạn.

• Pin chính hãng có tuổi thọ cao, khả năng chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Ngược lại, pin kém chất lượng mau hao mòn, giảm hiệu suất nhanh chóng.

Cách lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời có độ nghiêng phù hợp

Để đảm bảo hệ thống điện mặt trời đạt hiệu suất cao nhất, việc thiết lập độ nghiêng tối ưu cần thực hiện theo các bước sau:

• Xác định vĩ độ địa lý: Vĩ độ địa lý là góc giữa mặt phẳng xích đạo và vị trí khu vực lắp đặt. Xác định vĩ độ bằng cách sử dụng bản đồ hoặc các công cụ trực tuyến.

• Tính toán độ nghiêng tối ưu: Sau khi có vĩ độ, sử dụng công thức tính toán góc nghiêng tối ưu = Vĩ độ + 15 độ để xác định góc nghiêng mục tiêu cho tấm pin.

• Lắp đặt khung đỡ: Giàn đỡ cần chọn phù hợp với kích thước, trọng lượng, hình dạng của tấm pin. Đồng thời phải tương thích với loại mái nhà hoặc mặt đất, đảm bảo độ chắc chắn.

• Lắp đặt pin năng lượng mặt trời: Tấm pin cần lắp đặt sao cho hướng về phía Nam (ở Bắc bán cầu) và có độ nghiêng phù hợp với vĩ độ địa lý, điều kiện thời tiết. Pin phải được lắp đặt trên một bề mặt chắc chắn và không bị che chắn bởi các vật cản (như cây cối, ống khói) để tránh sụt giảm sản lượng.

• Điều chỉnh độ nghiêng tấm pin: Sử dụng các khớp nối trên giàn đỡ (đối với hệ thống có thể điều chỉnh), để điều chỉnh giúp tối ưu hóa sản lượng điện theo mùa

Các câu hỏi thường gặp

Lắp pin năng lượng mặt trời hướng nào tốt nhất?

Hướng tốt nhất để lắp đặt pin năng lượng mặt trời ở Việt Nam là hướng Nam, tối đa hóa lượng ánh sáng mặt trời nhận được suốt cả ngày. Nếu không thể lắp hướng Nam, có thể chọn hướng Đông Nam, Tây Nam, hướng Đông và hướng Tây

Hướng pin năng lượng mặt trời miền Bắc hướng nào?

Nên lắp hướng Nam, hoặc các hướng gần đó như Đông Nam và Tây Nam.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản và hữu ích về góc nghiêng tấm pin mặt trời. Nắm vững cách tính toán và các yếu tố ảnh hưởng (Vĩ độ, mùa, thời tiết) giúp đảm bảo hiệu suất hoạt động của toàn hệ thống điện mặt trời. Nếu bạn có bất cứ thắc mắc nào hay có nhu cầu tư vấn giải pháp điện năng lượng mặt trời, vui lòng liên hệ với KITAWA qua hotline 0948471839 để nhận nhiều ưu đãi hấp dẫn lên đến 30%.