I detta arbete har optimeringsmöjligheterna för solpaneler undersökt, utifrån parametern energiproduktion beräknad med hjälp av infallen solstrålning. Detta genomfördes genom en modell där panelen kan simuleras mer eller mindre solföljande. Utöver denna optimering har även effekten av molnighet undersökts genom att jämföra direkt- och diffus solstrålning med olika metoder av solföljning. Arbete är gjort för institutionen för Energiteknik på KTH med anledning av deras intresse av att införskaffa en solpanel för experimentella syften. För att möta detta intresse har även en marknadsundersökning på rådande teknik genomförts med mål att rekommendera en solpanel till institutionen. Resultatet för optimeringen togs teoretiskt fram genom en modell som konstruerades i MATLAB. Marknadsundersökningens resultat togs fram genom mailkontakt med ett antal leverantörer och en litteraturstudie. Simuleringarna visade på att tvådimensionell solföljning var lika effektiv som endimensionell under året 2019 och att dessa var 13% effektivare än det stationära alternativet. Vidare visade resultaten från simuleringarna att det finns en marginell vinning i att optimera panelerna vid molniga förhållande. Dels genom ett konstruerat scenario där timmarna valdes till en period då den direkta solstrålningen var 0 W/m2, vid detta scenario visade optimeringen att det finns 15% energi att hämta. För hela året användes flera scenarion vid optimeringen och det resultatet blev cirka 1,7% mer energi med hjälp av optimeringen. Som resultat av marknadsundersökningen valdes en solföljare från företaget HelioZenit AB som främsta rekommendation för installation på KTH-campus. De beräkningar som ligger till grund för resultatet i studien är svåra att verifiera då det på grund av tidsbrist inte fanns tid att genomföra praktiska mätningar för jämförelse med simuleringarna. Även faktumet att modellen enbar prövas över ett år att slutsatser blir svåra att dra. En möjlig vidareutveckling skulle vara att testa modellen över ett decennium för tillförlitligare svar. Dock kan vissa slutsatser om vädrets påverkan på producerad effekt dras då hög molnighet kan negera de fördelar solföljning ger. Resultatet av marknadsundersökningen innebar val av solpanel för installation på KTH-campus. Tvådimensionell solföljning anses inte vara relevant för konsumenter i dagsläget då det finns ett smalt utbud och den ökade produktionen inte överväger de nackdelar som de mer avancerade systemen ger. Optimeringsmodellen är konstruerad utifrån att skillnaden i solstrålning är känd vilket kan göra programmerings lösningen svår att implementera i realtid. / This paper studies the optimization possibilities for solar panels from the parameter of energy production calculated based on solar radiation hitting the panel. This has been done through a model where the panels can be simulated more or less suntracking. Beyond this optimization the paper also studies the effects clouds have on the energy production by comparing the differences of beam and diffuse radiation to the different sun tracking scenarios. The paper is produced for the Energy Technology department at KTH with cause of their interest of investing in a solar panel for experimental purposes. With the purpose of meeting this interest we performed a market analysis on the current technology with the goal of recommending a solar panel to the department. The results from the optimization were produced theoretically through a model that was constructed in MATLAB. Results from the market analysis came from mail contact with a number of suppliers and through a literature study. The simulations showed that two dimensional sun tracking was as effective as one dimensional tracking during 2019 and that they were 13 % more efficient than a stationary panel. Furthermore the results from the simulations showed a marginal gain in optimizing the panels during cloudy weather. These results were produced by first constructing a scenario during a portion of the year where the beam radiation was 0 W//m2. During this scenario the result was a gain of 15%. When implemented during the whole year more criterias where tested and the result was around 1,7% gain. As a result of the market analysis a solar panel from the company HelioZenit AB was chosen as the primary recommendation for installation at KTH-campus. The calculations the results are based on in the paper are difficult to verify due to limited time to perform real time measurements for comparison. Furthermore the fact that the model only utilizes data from a single year makes it hard to draw conclusions. A possible development could be to test the model over a decade for more reliable results. Though some conclusions about the weather's effect on the produced energy can be drawn since cloudiness can negate the benefits of sun tracking. The results from the market analysis were used for deciding what solar tracker to recommend for installation on KTH-campus. Two-dimensional solar tracking are not viable for the consumer in the current time due to the low supply on the market and small return in relation to higher costs. The optimization model is constructed on known differences in magnitude of solar radiation, this means that the solution that was used in the programing might be hard to implement in real time.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-281924 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Engesvik, Oskar, Holsti Heijbel, Hugo |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20460 |
Page generated in 0.0075 seconds