IJE TRANSACTIONS B: Applications Vol. 30, No. 8 (August 2017) 1197-1204   

downloaded Downloaded: 148   viewed Viewed: 1772

K. DolatiAsl and Y. Bakhshan
( Received: January 01, 2017 – Accepted in Revised Form: July 07, 2017 )

Abstract    Iran has great potential in utilizing solar energy. In order to maximize the amount of absorbed solar radiation to absorber surfaces, the surfaces should be installed at a suitable angle slope to the horizon that is discussed in this article. The calculations performed in this study was done using MATLAB software. In this study, radiation received on the ground in 31 provincial capitals of the country for 12 months of the year has been modeled. Then, the optimum tilt angle of absorbent surfaces with the maximum amount of radiation received on the surfaces of the absorber is estimated. Finally, after validating the results, using available software in the field of GIS, atlas map of optimum tilt angle with respect to the horizon for the installation of solar absorber surfaces and amount of absorbed solar radiation on surface mounted in the optimum tilt angle for Iran was presented for 12 months. It is observed that optimum tilt angle varies throughout the year between -10 to 62 degrees. The minimum value of optimum tilt angle in different months is related to North West provinces. The lowest amount of solar radiation is received on Caspian littoral, and its value varies between 9 and 19 MJ per square meter per day for different months. The highest amount of radiation in region of the provinces Yazd and Isfahan is received and its value varies between 19 to 31 MJ per square meter per day for different months. The figures presented in this paper eliminate the need for estimating clearness index, optimum tilt angle, and corresponding solar radiation in cities and regions on which no information is available. It provides researchers with the aforementioned values based on the mean of values of adjacent regions.


Keywords    Solar Energy; Absorber Surface; Optimum Tilt angle; Atlas Map; Iran


چکیده    کشور ایران دارای پتانسیل بالایی در بهره≠گیری از انرژی خورشیدی است. به‌منظور بیشینه شدن مقدار تابش جذب شده توسط سطوح جاذب انرژی خورشیدی، سطوح را باید در زاویه شیب مناسب نسبت به افق نصب نمود که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات انجام شده در این مطالعه با استفاده از نرم≠افزار متلب انجام شده است. در این مطالعه ، تابش دریافتی بر روی سطح زمین در 31 مرکز استان کشور برای 12 ماه سال میلادی مدل‌سازی شده است، سپس مقدار زاویه شیب بهینه کلکتورهای خورشیدی به همراه مقدار تابش بیشینه دریافتی بر روی سطح جاذب انرژی خورشیدی متناظر با زاویه شیب بهینه، تخمین زده شده است. درنهایت، پس از اعتبارسنجی نتایج به‌دست‌آمده، با استفاده از نرم≠افزارهای موجود در زمینه نقشه≠برداری، نقشه اطلس زاویه شیب بهینه نسبت به افق برای نصب جاذب≠های انرژی خورشیدی به همراه مقدار تابش خورشیدی دریافتی برای سطوح نصب شده در زاویه شیب بهینه برای کشور ایران ارائه شده است. مشاهده شده است که زاویه شیب بهینه در طول سال بین -10 تا 62 درجه متغیر است و کمترین مقدار زاویه شیب بهینه در ماه≠های مختلف، مربوط به استان≠های شمال غربی است. کمترین مقدار تابش خورشیدی دریافتی در حاشیه دریای خزر اتفاق افتاده است و مقدار آن بین 9 تا 19 مگاژول بر مترمربع در روز برای ماه≠های مختلف، متغیر است. بیشترین مقدار تابش دریافتی در مناطق استان≠های یزد و اصفهان اتفاق می≠افتد که مقدار آن بین 19 تا 31 مگاژول بر مترمربع در روز برای ماه≠های مختلف متغیر است. همچنین شکل≠های ارائه شده در این مقاله، نیاز به تخمین مقدار ضریب صافی هوا، زاویه شیب بهینه و مقدار تابش خورشیدی متناظر با آن را برای شهرها و مناطقی که هیچ‌گونه اطلاعاتی از آن‌ها در دسترس نیست را از بین می≠برد و مقدار آن≠ها را به‌صورت میانگینی از اطلاعات مناطق مجاور در اختیار پژوهشگران قرار می≠دهد.


1.      Alamdari, P., Nematollahi, O. and Alemrajabi, A.A., "Solar energy potentials in iran: A review", Renewable and Sustainable Energy Reviews,  Vol. 21, (2013), 778-788.

2.      Jafarkazemi, F., Ali Saadabadi, S. and Pasdarshahri, H., "The optimum tilt angle for flat-plate solar collectors in iran", Journal of Renewable and Sustainable Energy,  Vol. 4, No. 1, (2012), 110-118.

3.      Talebizadeh, P., Mehrabian, M. and Abdolzadeh, M., "Determination of optimum slope angles of solar collectors based on new correlations", Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects,  Vol. 33, No. 17, (2011), 1567-1580.

4.      Moini, S., Javadi, S. and Dehghan Manshadi, M., "Feasibility study of solar energy in iran and preparing radiation atlas", Recent Advances in Environment, Energy Systems and Naval Science,  Vol. 2011, (2011), 1-7.

5.      Keshavarz, S.A., Talebizadeh, P., Adalati, S., Mehrabian, M.A. and Abdolzadeh, M., "Optimal slope-angles to determine maximum solar energy gain for solar collectors used in iran", International Journal of Renewable Energy Research (IJRER),  Vol. 2, No. 4, (2012), 665-673.

6.      Kashani, A.H., Izadkhast, P.S. and Asnaghi, A., "Mapping of solar energy potential and solar system capacity in iran", International Journal of Sustainable Energy,  Vol. 33, No. 4, (2014), 883-903.

7.      Salari, M. and Jahanshahi Javaran, E., "Optimising the tilt angle for solar surfaces using different solar irradiation models in yazd, iran", International Journal of Ambient Energy, (2017), 1-9.

8.      Abdolzadeh, M., "Effect of solar angles on incident energy of the flat collectors", Energy Engineering Management,  Vol. 2, No. 4, (2013), 12-23.

9.      Khorasanizadeh, H. and Mohammadi, K., "Introducing the best model for predicting the monthly mean global solar radiation over six major cities of iran", Energy,  Vol. 51, (2013), 257-266.

10.    Khorasanizadeh, H., Mohammadi, K. and Mostafaeipour, A., "Establishing a diffuse solar radiation model for determining the optimum tilt angle of solar surfaces in tabass, iran", Energy Conversion and Management,  Vol. 78, No., (2014), 805-814.

11.    Besarati, S.M., Padilla, R.V., Goswami, D.Y. and Stefanakos, E., "The potential of harnessing solar radiation in iran: Generating solar maps and viability study of pv power plants", Renewable energy,  Vol. 53, (2013), 193-199.

12.    Tolabi, H.B., Hosseini, R., Shakarami, M., Ayob, S. and Rizwan, M., "A novel intelligent water drops optimization approach for estimating global solar radiation", International Journal of Engineering-Transactions B: Applications,  Vol. 28, No. 5, (2015), 701-709.

13.    Tolabi, H.B., Moradib, M. and Tolabia, F.B., "New technique for global solar radiation forecast using bees algorithm", International Journal of Engineering,  Vol. 26, No. 11, (2013), 1104-1111.

14.    Kouhikamali, R. and Hassani, M., "The possibility of using flat plate solar collector based on the best calculated tilt angle in the city of rasht as a case study", International Journal of Engineering-Transactions B: Applications,  Vol. 27, No. 8, (2014), 1297-1305.

15.    Mansouri, E., Pirsalami, M., Nasiri, N., Farrizi, M., Hashemizadeh, M. and Alihosseini, H., "Optimum tilt angle for fixed-array solar panels at a constant latitude of 29 to receive the maximum sunlight", Bull. Env. Pharmacol. Life Sci.[Spl. Issue 1],  Vol. 26, (2016), 30-39.

16.             Duffie, J.A. and Beckman, W.A., "Solar engineering of thermal processes",  (1980).

International Journal of Engineering
E-mail: office@ije.ir
Web Site: http://www.ije.ir