En gruppe forskere ledet af Politecnico di Torino i Italien har undersøgt de optimale orienteringer og hældningsvinkler forPV-system på tagetbrugt i energisamfund og har fundet ud af, at øst-vest orienterede arrays giver højere fælles energiværdier end sydorienterede installationer.
PV-system på tagetmed øst-vest orientering menes almindeligvis at være mere velegnet til høje breddegrader med lav solstråling, hvilket muliggør brugen af sollys i de første og sidste timer af dagen. Disse projekter kan dog også være den ideelle løsning på tropiske steder eller i områder med begrænset tilgængeligt overfladeareal, såsom kommercielle tage.
For det første producerer den øst-vestlige solpanelkonfiguration et mere stabilt og ensartet output hele dagen sammenlignet med en konventionel sydvendt installation. Derudover reducerer det den centrale effektspids ved middagstid og forlænger varigheden af solproduktion i de tidlige og sene timer af dagen, hvor solpanelerne begynder at producere ved solopgang og fortsætter med at producere indtil solnedgang. Dette gør systemerne foretrukket af netoperatørerne, da strømmen leveres mere jævnt i løbet af dagen; men det tilskynder også til privatforbrug om eftermiddagen, hvor brugerne oftere er hjemme.
Derudover undgås skygger mellem rækker af solpaneler. Derimod producerer installationer med solpaneler mod syd skygger fra de forreste rækker på de bagerste rækker. For det tredje, i øst-vest arrays, øger den mere kompakte installation af solpaneler tætheden af energiproduktionen pr. m2. Dette er især attraktivt på små tage, hvor dette system tillader op til 30 % mere tæthed pr. kvadratmeter.
Et andet bemærkelsesværdigt punkt er dens større tolerance over for vind. Med en hældningsvinkel på 15 grader og en øst-vest konfiguration reduceres vindtrykket drastisk sammenlignet med en sydvendt konfiguration, meget mere sårbar over for nordenvind. Et aspekt afledt af det foregående punkt er, at på grund af mindre eksponering for vind, har øst-vest solsystemer brug for meget mindre modvægt for at fastgøre solpanelerne til taget. Dette muliggør installation på mindre robuste tage eller på tage med andre anlægsinstallationer.
I papiret "Shared energy in renewable energy communities: the benefits of east- and west-facing rooftop photovoltaic installations," offentliggjort iEnergirapporter, forklarede den italienske forskergruppe, at PV-hældningsvinklen ofte negligeres i den videnskabelige litteratur om energisamfund, idet den anførte, at nyheden i deres arbejde bestod i at skitsere rooftop-geometriske parametre på synkronismen mellem generation og efterspørgselsprofil for forskellig orientering og hældningsvinkel. De specificerede også, at deres modellering var baseret på den antagelse, at PV-systemerne i energisamfundet har mulighed for at sælge overskudsstrøm til nettet under et netmålingsregime, og at fællesskabet er dannet af husholdninger, der deler det samme punkt for fælles kobling. .
Gennem en Monte Carlo-simuleringsmodellering analyserede gruppen et energifællesskab på 60 brugere, der stolede på PV-systemer på i alt 150 kW, hvor arrays ejes af 30 brugere. "Alle resultater fra simuleringerne præsenteres med et 95 % konfidensinterval, hvilket understreger den statistiske pålidelighed af vores resultater," udtalte akademikerne. "Desuden, under den antagelse, at PV-systemerne flugter med orienteringen af taget, hvorpå den er installeret, har alle PV samme orientering og hældningsvinkel."
Analysen viste, at selvom det simulerede samfund, der bruger syd-orienterede PV-systemer, er i stand til at opnå højere energiudbytte, tilbyder samfundet baseret på øst-vest-arrays fordelen ved højere fælles energiværdier, som forskerne sagde afhænger af bedre synkronicitet mellem efterspørgslen og PV-strømproduktion tidligt om morgenen og sent på eftermiddagen. "Den energi, der praktisk talt forbruges af energisamfundet, opnår den højeste værdi for sydgående PV-orientering på bekostning af højere injektionsspidser i nettet," forklarede de yderligere. "Dette er et væsentligt aspekt i sammenhænge, hvor den absolutte delte energi inden for energifællesskabet udtrykkeligt stimuleres, som i Italien."
De påpegede dog også, at deres resultater muligvis ikke gælder scenarier med høj PV-penetration uden nettomålingsordninger på plads. "Vores undersøgelse var begrænset til et enkelt sted. Selvom denne specificitet giver mulighed for en detaljeret analyse, kan resultaterne være påvirket af variationer i PV-udbytte fra andre regioner," advarede de også. "Resultaterne taler for en mere inkluderende tilgang i udformningen og planlægningen af energifællesskaber. I stedet for en unødig vægt på solcelleanlæg på taget mod syd, bør en bred vifte af orienteringer og tilbøjeligheder overvejes."
