ميل اللوح الشمسي ثلاثي الأبعاد – مسار الشمس والطاقة اليومية

ماذا تعرض

يعطي اللوح الشمسي أكبر قدرة عندما تسقط عليه أشعة الشمس عموديًا. الإشعاع على اللوح هو G = DNI·cos θ مضافًا إليه قليل من الضوء المشتت، حيث θ الزاوية بين أشعة الشمس والعمودي على اللوح، والقدرة الكهربائية P = η·A·G. يُحسب مسار الشمس من خط العرض والتاريخ والتوقيت الشمسي، ويضعف الإشعاع المباشر حين تكون الشمس منخفضة لأن الضوء يقطع مسافة أطول في الغلاف الجوي. وتُقارن الطاقة اليومية، أي المساحة تحت منحنى القدرة، باستهلاك المنزل وبأفضل زاوية ميل ثابتة على مدار السنة.

طريقة الاستخدام

اضبط «خط العرض φ» و«التاريخ»، ثم اضغط «تشغيل يوم واحد» أو اسحب الشمس على مسارها. غيّر «الميل β» و«اتجاه اللوح» ولاحظ θ والقدرة والطاقة اليومية. اضغط «أفضل زاوية لهذا اليوم»، ثم اختر «الطاقة مقابل الميل» من قائمة «الرسم البياني» لتقارن أفضل ميل ليوم واحد وللسنة كلها بخط العرض. استخدم «الكفاءة η» و«مساحة اللوح A» و«استهلاك المنزل» لتحديد حجم المنظومة.

المعاملات القابلة للتغيير

• خط العرض φ (القيم السالبة: نصف الكرة الجنوبي) -60–70 °
• الشهر (اليوم 21 من الشهر) 1–12
• التوقيت الشمسي 0–24 h
• زاوية ميل اللوح β 0–90 °
• اتجاه اللوح (0° = الشمال، 90° = الشرق، 180° = الجنوب) 0–355 °
• كفاءة اللوح η 5–25 %
• مساحة اللوح A 1–40 m²
• استهلاك المنزل اليومي من الكهرباء 1–30 kWh

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يعطي اللوح أكبر قدرة عندما تسقط عليه أشعة الشمس عموديًا؟
2. كيف تُقارن أفضل زاوية ميل ثابتة للسنة كلها بخط عرض الموقع؟
3. ما مساحة الألواح التي يحتاج إليها المنزل في الشتاء مقارنةً بالصيف؟