Инсоляция жилых домов и участков: виды, особенности и способы расчета

Инсоляцией называется количество солнечной радиации, попадающей на 1 м2 поверхности земли. Этот показатель очень важен для правильного проектирования солнечной электростанции (СЭС). Инсоляция отражает то, сколько энергии будет генерировать оборудование за единицу времени. То есть от этого параметра зависит производительность всей системы.

Однако коэффициент солнечной инсоляции варьируется в широком диапазоне в зависимости от многих факторов, включая географическое положение участка, наличие тени и т.д. Разберемся подробнее в особенностях расчета инсоляции и факторах, влияющих на количество электроэнергии, генерируемой станциями.

Инсоляция: что это и какой она бывает

Существуют разные типы инсоляции, каждый из которых имеет свои особенности:

• Астрономическая. Зависит от оборотов Земли вокруг Солнца, а также своей оси. Такая инсоляция важна для астрономических вычислений, поэтому для расчета производительности СЭС она не учитывается.
• Вероятная инсоляция. Показатель, который зависит от текущего состояния атмосферы и облачности в определенном регионе. В значительной степени зависит от высоты стояния солнца, то есть представлена в виде усредненных показателей для конкретного региона. Для определения показателей конкретного места обычно используется карта солнечной инсоляции Украины
• Фактическая. Зависит от ориентации и конфигурации застройки, наличия деревьев и других зданий, а также затенения земли облаками, другими объектами и тому подобное. Фактическую инсоляцию можно определить только непосредственными наблюдениями на месте установки СЭС.

От чего зависит инсоляция: нормы в Украине

Согласно действующим стандартам, инсоляция ДБН (Государственные строительные нормы) в доме должна составлять не менее 2,5 часа в период с 22 марта по 22 сентября. Этот параметр измеряется в кВт-ч/м2 - это количество солнечной энергии, полученное одним квадратным метром в течение часа.

Однако нормы инсоляции жилых помещений нельзя применять к расчету мощности солнечных электростанций. Это связано с тем, что по этому значению невозможно определить годовой объем выработки СЭС. К тому же в помещение солнечные лучи попадают под углом и с разной интенсивностью в зависимости от стороны здания, а также количества, размера и формы окон.

Норма инсоляции для станций определяется средними показателями в течение года для определенного региона.

Учитывают именно эти значения, потому что выполнить точный расчет невозможно из-за большого количества внешних факторов, которые могут дополнять друг друга.

Речь о:

• Расстояние между землей и солнцем, которое различается в зависимости от времени года.
• Угол падения солнечных лучей на поверхность земли (в том числе и фотопанелей). Зависит от суток.
• Высоту над уровнем моря.
• Различные погодные условия и факторы, например, туман, облачность, количество осадков и т.д.

Солнечная инсоляция: карта с регионами

Составление перечня лучших для установки СЭС мест стало необходимым, как только в Украине начала развиваться альтернативная энергетика. Солнечные станции особенно нужны, потому что около 80% территории страны имеют сравнительно высокий уровень инсоляции. По сравнению с другими европейскими странами это самые высокие показатели.

Если проводить расчет инсоляции для определения производительности СЭС, можно выделить регионы, которые больше всего подходят для установки фотопанелей. Для этого можно воспользоваться спутниковыми снимками NASA за последние 20 лет. Оптимальными областями для эксплуатации солнечных электростанций считаются:

• Херсонская;
• Николаевская;
• Запорожская;
• Одесская;
• Днепропетровская.

Самые высокие показатели инсоляции - на территории Крыма, в частности в Симферополе. Здесь, в зависимости от погодных условий, времени года и других факторов, инсоляция варьируется от 1450 до 1550 кВт-ч/м2. Для сравнения: на Львовщине этот показатель находится на уровне 1150-1200 кВт-ч/м2.

Низкая солнечная инсоляция характерна для Черновицкой и Ивано-Франковской областей из-за их географического расположения. Однако в остальных регионах страны инсоляция находится на среднем уровне - от 1250 до 1400 кВт-ч/м2.

Солнечная инсоляция: угол наклона панелей СЭС

Лучшая ситуация - когда лучи солнца попадают на фотопанели под прямым углом. Такое возможно только на экваторе, тогда как в Украине угол составляет 56-57 градусов. При таких условиях, чтобы СЭС обрабатывала максимум солнечного излучения, панели следует размещать под наклоном 33-34 градуса к земной поверхности.

При этом недостаточно просто знать, что такое инсоляция земельного участка, ведь угол падения солнечных лучей меняется в зависимости от времени года:

• Летом он, в зависимости от региона, может достигать очень высокого показателя - до 69 градусов.
• Однако зимой наклон будет минимальным - около 14 градусов.

При таких условиях, даже при высоких значениях инсоляции, выработка СЭС будет минимальной. Исправить это можно с помощью специального каркаса, позволяющего изменять угол наклона фотопанелей относительно земли.

Почему важна инсоляция: расчет для СЭС

Уровень инсоляции является ключевой характеристикой, от которой зависит как производительность солнечной электростанции, так и ее окупаемость. Чем больше электроэнергии генерирует оборудование, тем больше вы сможете сэкономить в перспективе. Тарифы на электроэнергию постоянно растут, поэтому альтернативная энергетика становится все более популярной, особенно - для бизнеса. Следовательно, фактор особенно важен, потому что он напрямую влияет на производительность СЭС.

Зная, что такое инсоляция и от чего она зависит, можно предварительно рассчитать производительность солнечной электростанции. Для этого специалист должен выехать на объект и сделать необходимые замеры, учесть угол падения солнечных лучей и т.д.

Свяжитесь с нашими экспертами, если вам нужна помощь с установкой СЭС. Во время персональной консультации специалисты Atmosfera ответят на все ваши вопросы по инсоляции, углам наклона фотопанелей и т.д.