Інсоляція житлових будинків і ділянок: види, особливості та способи розрахунку

Інсоляцією називається кількість сонячної радіації, що потрапляє на 1 м2 поверхні землі. Цей показник є дуже важливим для правильного проєктування сонячної електростанції (СЕС). Інсоляція відображає те, скільки енергії генеруватиме обладнання за одиницю часу. Тобто від цього параметра залежить продуктивність всієї системи.

Однак коефіцієнт сонячної інсоляції варіюється в широкому діапазоні залежно від багатьох факторів, включно з географічним положенням ділянки, наявністю тіні тощо. Розберемося детальніше в особливостях розрахунку інсоляції та факторах, що впливають на кількість електроенергії, що генерується станціями.

Інсоляція: що це та якою вона буває

Існують різні типи інсоляції, кожен з яких має свої особливості:

Астрономічна. Залежить від обертів Землі навколо Сонця, і навіть своєї осі. Така інсоляція є важливою для астрономічних обчислень, тому для розрахунку продуктивності СЕС вона не враховується.
Імовірна. Показник, який залежить від поточного стану атмосфери та хмарності у певному регіоні. Значною мірою залежить від висоти стояння сонця, тобто представлена у вигляді усереднених показників для конкретного регіону. Для визначення показників конкретного місця зазвичай використовується карта сонячної інсоляції України.
Фактична. Залежить від орієнтації та конфігурації забудови, наявності дерев та інших будівель, а також затінення землі хмарами, іншими об'єктами тощо. Фактичну інсоляцію можна визначити лише безпосередніми спостереженнями на місці встановлення СЕС.

Від чого залежить інсоляція: норми в Україні

Відповідно до чинних стандартів, інсоляція ДБН (Державні будівельні норми) в будинку має становити не менше ніж 2,5 години в період з 22 березня до 22 вересня. Цей параметр вимірюється у кВт·год/м2 — це кількість сонячної енергії, отримана одним квадратним метром протягом години.

Проте норми інсоляції житлових приміщень не можна застосовувати до розрахунку потужності сонячних електростанцій. Це пов'язано з тим, що за цим значенням неможливо визначити річний обсяг виробітку СЕС. До того ж у приміщення сонячні промені потрапляють під кутом і з різною інтенсивністю залежно від сторони будівлі, а також кількості, розміру та форми вікон.

Норма інсоляції для станцій визначається середніми показниками протягом року для певного регіону. Враховують саме ці значення, тому що виконати точний розрахунок неможливо через велику кількість зовнішніх факторів, які можуть доповнювати один одного. Мова про:

Відстань між землею та сонцем, яка різниться залежно від пори року.
Кут падіння сонячних променів на поверхню землі (зокрема й фотопанелей). Залежить від доби.
Висоту над рівнем моря.
Різні погодні умови та фактори, наприклад, туман, хмарність, кількість опадів тощо.

Сонячна інсоляція: карта з регіонами України

Складання переліку найкращих для встановлення СЕС місць стало необхідним, щойно в Україні почала розвиватися альтернативна енергетика. Сонячні станції особливо потрібні, тому що близько 80% території країни мають порівняно високий рівень інсоляції. У порівнянні з іншими європейськими країнами це найвищі показники.

Якщо проводити розрахунок інсоляції для визначення продуктивності СЕС, можна виділити регіони, які найбільше підходять для встановлення фотопанелей. Для цього можна скористатися супутниковими знімками NASA за останні 20 років. Оптимальними областями для експлуатації сонячних електростанцій вважаються:

Херсонська;
Миколаївська;
Запорізька;
Одеська;
Дніпропетровська.

Найвищі показники інсоляції — на території Криму, зокрема в Сімферополі. Тут, залежно від погодних умов, пори року та інших факторів, інсоляція варіюється від 1450 до 1550 кВт·год/м2. Для порівняння: на Львівщині цей показник знаходиться на рівні 1150-1200 кВт·год/м2.

Низька сонячна інсоляція характерна для Чернівецької та Івано-Франківської областей через їх географічне розташування. Однак у решті регіонів країни інсоляція перебуває в середньому рівні — від 1250 до 1400 кВт·год/м2.

Сонячна інсоляція: кут нахилу панелей СЕС

Найкраща ситуація — коли промені сонця потрапляють на фотопанелі під прямим кутом. Таке можливе лише на екваторі, тоді як в Україні кут становить 56-57 градусів. За таких умов, щоб СЕС обробляла максимум сонячного випромінювання, панелі слід розміщувати під нахилом 33-34 градуси до земної поверхні.

Водночас недостатньо просто знати, що таке інсоляція земельної ділянки, адже кут падіння сонячних променів змінюється залежно від пори року:

Влітку він, залежно від регіону, може досягати дуже високого показника — до 69 градусів.
Проте взимку нахил буде мінімальним — близько 14 градусів.

За таких умов, навіть за високих значень інсоляції, виробіток СЕС буде мінімальним. Виправити це можна за допомогою спеціального каркаса, що дозволяє змінювати кут нахилу фотопанелей відносно землі.

Чому важлива інсоляція: розрахунок для СЕС

Рівень інсоляції є ключовою характеристикою, від якої залежить як продуктивність сонячної електростанції, так і її окупність. Чим більше електроенергії генерує обладнання, тим більше ви зможете заощадити в перспективі. Тарифи на електроенергію постійно зростають, тому альтернативна енергетика стає все більш популярною, особливо — для бізнесу. Отже, фактор особливо важливий, тому що він безпосередньо впливає на продуктивність СЕС.

Знаючи, що таке інсоляція та від чого вона залежить, можна попередньо розрахувати продуктивність сонячної електростанції. Для цього фахівець повинен виїхати на об'єкт і зробити необхідні виміри, врахувати кут падіння сонячних променів тощо.

Зв'яжіться з нашими експертами, якщо вам потрібна допомога із встановленням СЕС. Під час персональної консультації фахівці Atmosfera нададуть відповіді на всі ваші питання щодо інсоляції, кутів нахилу фотопанелей тощо.

Також цікаво