تعیین زاویه بهینه پنل های خورشیدی در جزیره کیش (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

بهره گیری از انرژی تابش خورشید در جزیره کیش به عنوان قطب گردشگری، نقش مؤثری در حفظ محیط زیست و افزایش جذابیت این جزیره دارد. هدف این پژوهش تعیین پتانسیل انرژی تابشی خورشید و زاویه بهینه پنل های خورشیدی به منظور بهره گیری از انرژی های پاک در جزیره کیش است. مدل تخمین تابش بر اساس داده های روزانه تابش سنجی و اقلیمی ایستگاه بندرعباس بدست آمد. اعتبار مدل و صحت مقادیر برآورد شده با استفاده از میانگین خطای بایاس و ریشه میانگین مجموع مربع خطاها و نیز ضریب همبستگی بین مقدار پیش بینی شده و مقدار مشاهده شده تأیید گردید. نتایج نشان داد مدل مبتنی بر ضریب روشنایی و ابرناکی آسمان تخمین دقیق تری از مقدار تابش دریافتی در سطح افقی به دست می دهد. نتایج حاصل از تعمیم مدل نشان داد بالاترین پتانسیل تابش نه در اول تابستان و مصادف با بالاترین زاویه تابش، بلکه منطبق بر ماه ژوئن است که دارای بالاترین ضریب روشنایی و کمترین میزان برناکی در جزیره کیش است. همچنین روش های مختلف برای تعیین زاویه بهینه پنل های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفتند و سرانجام از مدل اسکیکر برای تعیین زاویه بهینه پنل های خورشیدی استفاده شد. مدل دافی و بکمن نیز برای مقایسه مقدار تابش دریافتی در سطح زوایای پنل خورشیدی و تابش در سطح افق استفاده شد. نتایج نشان داد متوسط ماهانه شیب مناسب پنل های خورشیدی برای ژوئن حداقل 4 درجه و برای ژانویه و دسامبر حداکثر 50 درجه نسبت به امتداد افق است. با اعمال زاویه مناسب بر پنل ها، مقدار تابش در ماه ژانویه و دسامبر به ترتیب 48 و 55 درصد افزایش نشان می دهد. میزان افزایش متوسط سالانه در سطح پنل 2/15 درصد بیشتر از سطح افقی است