Optimizing tilt angle for enhanced solar panel efficiency: A case study in Parkent, Uzbekistan

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The efficiency of photovoltaic (PV) systems is significantly influenced by the tilt angle of solar panels, especially in regions with varying solar insolation across seasons. This study investigates the optimal tilt angle for a 10 kW solar-powered system installed in the Parkent district of Uzbekistan, a region characterized by a continental climate and high solar irradiance. Based on empirical formulas, the research identifies 33° as the fixed optimal tilt angle for year-round operation. Seasonal adjustments offer marginal gains, with two- and four-season tilt configurations improving performance by up to 4%. The findings highlight the importance of site-specific tilt optimization in maximizing solar energy harvesting, which is particularly relevant for autonomous renewable energy systems used in hydrogen production.

Sobre autores

Mirjalol Nosirov

Institute of Materials Science, Academy of Sciences of Uzbekistan

Autor responsável pela correspondência
Email: m.nosirov@imssolar.uz
ORCID ID: 0009-0003-5106-6704

PhD student

Uzbequistão, Tashkent

Yuldash Sobirov

Institute of Materials Science, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: m.nosirov@imssolar.uz

Dr. Sci. (Eng.)

Uzbequistão, Tashkent

Shavkat Nurmatov

Institute of Materials Science, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: sh.nurmatov@imssolar.uz
ORCID ID: 0000-0002-7206-5220
Código SPIN: 3075-6013

Cand. Sci. (Eng.)

Uzbequistão, Tashkent

Khamdam Rakhimov

Institute of Materials Science, Academy of Sciences of Uzbekistan

Email: bbilolzon@gmail.com

Dr. Sci. (Phys.-Math.)

Uzbequistão, Tashkent

Bibliografia

  1. Chu S., Majumdar A. Opportunities and challenges for a sustainable energy future. Nature. 2012. No. 488. Pp. 294–303.
  2. Breyer C. et al. On the role of solar photovoltaics in global energy transition scenarios. Prog. Photovolt: Res. Appl. 2017. No. 26. Pp. 682–701.
  3. Hosenuzzaman M. et al. Global prospects, progress, policies, and environmental impact of solar photovoltaic power generation. Renew. Sustain. Energy Rev. 2015. No. 41. Pp. 284–297.
  4. Sulaiman S.A. et al. Effects of dust on the performance of PV panels. World Acad. Sci. Eng. Technol. Int. J. Electr. Comput. Energet. Electron. Commun. Eng. 2014. No. 8. Pp. 1631–1636.
  5. Nwaigwe K.N., Mutabilwa P., Dintwa E. An overview of solar power (PV systems) cleaning technologies and solutions. Energy Rep. 2019. No. 5. Pp. 187–213.
  6. Li C. et al. A review on the development of solar photovoltaic industry in the Belt and Road countries. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. No. 81. Pp. 2673–2685.
  7. Akinyele D.O., Rayudu R.K. Review of energy storage technologies for sustainable power networks. Sustain. Energy Technol. Assess. 2014. No. 8. Pp. 74–91.
  8. Yadav A.K., Chandel S.S. Tilt angle optimization to maximize incident solar radiation: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 2013. No. 23. Pp. 503–513.
  9. Abdurakhmanov A., Sabirov Yu., Makhmudov S. et al. Hydrogen production using solar energy. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021. No. 937. P. 042042.
  10. Avezov A.A. et al. Solar heating and cooling supply systems. Moscow, 1990. 144 p.
  11. Akbarov R.Yu. Determination of the optimum tilt of solar installations. Innov. Energy Res. 2019. No. 8 (1). P. 223.
  12. Skerlic J. et al. Optimal position of solar collectors: A review. Appl. Eng. Lett. 2018. No. 3 (4). Pp. 129–134.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Geometric representation of the tilt angle β of a solar panel relative to the horizontal plane. The diagram shows the relation between the panel surface, the solar elevation angle (h), and incoming solar rays from the south (S), with β determining the optimal orientation for maximum irradiance capture

Baixar (64KB)
Metadados
3. Fig. 2. Contour plot of monthly energy yield as a function of tilt angle (°) and calendar month for a 10 kW solar installation in Parkent, Uzbekistan. Maximum yields are observed between May and August, with an optimal tilt angle around 33–35° for year-round performance

Baixar (258KB)
Metadados
4. Fig. 3. Monthly optimal tilt angles calculated using the online solar angle calculator. The tilt angle increases during the winter months to capture low-angle sunlight and decreases in summer when the sun is higher in the sky, illustrating a clear seasonal trend in optimal panel orientation

Baixar (199KB)
Metadados


Link à descrição da licença: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».