I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 7 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   7 4 0 ~ 7 51   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 7 . i 1 . p p 7 4 0 - 7 51           740     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   The ef fect s  of sur face alb edo  and p ho tov o ltaic sy stem t ilt  ang le  o n impro v ing  light energy  u tilizatio n ef f iciency       Ahm ed  Da ud   M o s heer 1 Ah m ed  H .   Duhi s 1 H us s a i n A .   H a mm a s 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   Te c h n i q u e s,   A l - M u ss a i b   T e c h n i c a l   C o l l e g e ,   A l - F u r a t   A l - A w sat   Te c h n i c a l   U n i v e r si t y ,   N a j a f   K u f a ,   I r a q   2 C o l l e g e   o f   C o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y ,   B a g h d a d ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   2 7 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   1 5 ,   2 0 2 6       Th e   g ro u n d - su rfa c e   re flec ti o n   (a l b e d o )   sig n ifi c a n tl y   in fl u e n c e s t h e   a m o u n t   o f   so lar  ra d iati o n   a b so r b e d   b y   p h o t o v o lt a ic  p a n e ls  a n d ,   t h u s,   th e   o p ti m u m   ti lt   a n g le  fo m a x imiz in g   a n n u a e n e r g y   g e n e ra ti o n .   Ne v e rt h e les s,  th e   m a jo rit y   o f   d e sig n   m o d e ls   p re su m e   a   c o n sta n t   a lb e d o   v a lu e ,   t h e re fo re   c o u ld   n o a c c u ra tely   re p re se n a c tu a field   c o n d it i o n s.   Th is  stu d y   a ims   to   i d e n ti f y   t h e   o p ti m a ti lt   a n g le  fo e a c h   a lb e d o   v a lu e   t h a m a x imiz e th e   a n n u a e n e rg y   o u tp u o f   a   sta ti o n a ry   o n - g ri d   p h o t o v o lt a ic  s y ste m   o 2 0 . 4 8   k W p   i n sta ll e d   i n   Ba g h d a d ,   Ira q .   S e v e n   a l b e d o   v a l u e s,  v a r y in g   fr o m   0 . 0 9   t o   0 . 8 7 ,   we re   sim u late d   u si n g   P Vs y st so f twa re ,   with   t h e   re fe re n c e   c a se   e sta b li sh e d   a t   a n   a l b e d o   o 0 . 2   a n d   a   ti lt   a n g le  o 3 1 ° .   T h e   re su lt i n d i c a te  th a th e   o p ti m u m   t il a n g le  i d irec tl p ro p o rti o n a t o   th e   su rfa c e   re flec ti o n .   F o a lb e d o   lev e ls  b e lo t h e   re fe re n c e   o f   0 . 2   ( 0 . 1 8   a n d   0 . 0 9 ),   in c re a se d   e n e rg y   g e n e ra ti o n   o c c u rre d   a re d u c e d   ti lt   a n g les   o f   3 0 . 5 °   a n d   2 9 °,   re sp e c ti v e ly .   C o n v e rse ly ,   f o i n c re a se d   a lb e d o   v a lu e (i. e . ,   e x c e e d i n g   th e   re fe re n c e   o f   0 . 2 ,   s p a n n in g   fro m   0 . 2 5   to   0 . 8 7 ),   g re a ter  ti lt   a n g les   we re   n e c e ss it a ted ,   re a c h in g   4 5 °  a t   a n   a l b e d o   o f   0 . 8 7 ,   wh e re   th e   a n n u a l   e n e rg y   r o se   fro m   3 5 . 2 1 2   t o   3 6 . 9 9 9   M W h /y r ,   sig n if y in g   a   5 . 0 7 %   in c re a se   re lativ e   to   t h e   re fe re n c e   c o n d it io n .   T h e   re su lt v a li d a te  th a t   th e   o p ti m a ti lt   a n g le  flu c t u a tes   with   g ro u n d - su r fa c e   a lb e d o ,   a su rfa c e   re fle c ti v it y   a ffe c ts  so lar  irrad iatio n   a n d   e n e rg y   o u tp u t .   In teg ra t in g   a c tu a a lb e d o   v a lu e in   p h o to v o lt a ic  m o d e ls  is  c ru c ial  fo p re c ise   ti lt   a d ju stm e n a n d   e n h a n c e d   s y ste m   e fficie n c y .   K ey w o r d s :   Alb ed o   Gr o u n d   r ef lecto r   Op tim u m   tilt   an g le   PVs y s t   PV sy s tem   Yea r ly   tilt   an g le   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ah m ed   Dau d   M o s h ee r   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g   T ec h n iq u es,  Al - Mu s s aib   T ec h n ical  C o lleg e   Al - Fu r at   Al - Awsat T ec h n ical  Un iv er s ity     Naja f   Ku f a,   I r a q   E m ail:  ah m ed . d a v id @ atu . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   So lar   en er g y   is   wid ely   r eg ar d e d   as  h ig h ly   p r o m is in g ,   r en ew ab le  en er g y   s o u r ce   th at  is   b o th   ab u n d a n an d   en v ir o n m en tally   f r ien d ly .   Fu r th er m o r e,   it  r ep r esen ts   v iab le  en e r g y   alter n ativ s o u r ce .   C u r r e n tly ,   p h o to v o ltaic  ( PV)   s y s tem s   ar th b est  an d   m o s ef f icien wa y   to   h ar v est  th s o lar   en er g y .   T h ese  s y s tem s   h av th ca p ab ilit y   to   d ir ec tly   co n v er ir r ad iatio n   in ten s ity   in to   elec tr ical  en er g y   [ 1 ] .   T h m ax i m u m   o u tp u o f   PV   s y s tem   p an el  is   ac h iev ed   wh e n   th in ci d en t r a y   is   p er p en d ic u lar   to   th p lan e   o f   th p an el  [ 2 ] .   T h s o lar   e n er g y   o u tp u o f   PV  s y s tem   d ep en d s   o n   th e   am o u n o f   s o lar   r ad ia tio n   r ea ch i n g   t h ar r ay s   [ 3 ] .   T h am o u n o f   s o la r   r ad iatio n   d e p en d s   o n   th tim o f   th d a y   an d   th e   p an el  p lace m en wh er it  co n ce r n s   th s u n   [ 4 ] - [ 6 ] .   Als o ,   th e   an g le  o f   th PV  ar r ay s   co n ce r n in g   th e   h o r izo n tal  is   o n o f   t h m o s cr itical  f ac to r s   th at  af f ec th am o u n o f   r ad iatio n   c o llected   b y   f i x ed   PV  ar r ay .   T h er e f o r e,   PV  m o d u les  m u s b e   tilt ed   at   o p tim al   an g les  to   c ap tu r e   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Th effec ts   o f su r fa ce   a lb ed o   a n d   p h o to vo lta ic  s ystem  tilt   a n g le  o n   imp r o vin g     ( A h med   D a u d   Mo s h ee r )   741   o p tim u m   a m o u n o f   av ailab le   s o lar   en er g y   at  a   g iv e n   lo ca tio n .   I n   m o s ca s es,  th e   b est  tilt   a n g le  f o r   a   f ix ed   PV  ar r ay   d ep en d s   o n   t h wea th er ,   th lo ca tio n   a n d   t h s ea s o n al  t im e.   B ec au s o f   th is ,   th e   b est  t ilt  an g les  f o r   a   PV   ar r ay   u s ed   all  y ea r   will b d if f er en t f r o m   o n p lace   to   an o th e r .   Un til n o w,   m an y   r esear ch es  h av b ee n   d o n o n   th b est  tilt   a n g le  f o r   PV  ar r ay s ,   an d   m an y   e x p er im e n tal  co r r elatio n s   ca n   b u s ed   to   p r ed ict  th e   b est  tilt     an g le  [ 7 ] [ 8 ] .   T h g r o u n d   r ef l ec to r   ( alb ed o )   a n d   th e   m o d u le s   o r ien t atio n   ar e   an o t h er   f ac t o r s   wo u ld   a f f ec th e   am o u n o f   s o lar   en e r g y   o u tp u t   o f   th PV  ar r ay .   I n   th ab s en ce   o f   g r o u n d   alb ed o   m ea s u r e m en ts ,   it  is   co m m o n   p r ac tice  to   u tili ze   th m ea n   v alu o f   0 . 2   as  s u b s titu te,   d e n o tin g   t h r e f lectiv ch a r ac ter is tics   o f   u n co v e r ed   g r o u n d   d e v o id   o f   s n o [ 9 ] .   Sig n if ican r eso u r ce s   ar e   s p en o n   d esig n in g   an d   m o d ellin g   s o lar   PV  en er g y   s y s tem s   to   ac h iev e   m ax im u m   o u tp u t   p o wer .   I n eich en   et  a l.   [ 1 0 ]   m e asu r ed   g r o u n d   r ef lecte d   r ad iat io n   co m p ar ed   with   th v alu o f   0 . 2 ,   wh ich   is   p r o p o s ed   b y   L iu   an d   J o r d an   f o r   Ge n ev a.     T h s tu d y ' s   f in d i n g s   s u g g est  th at  th e   co n s tan v alu e   o f   0 . 2   is   ex ce s s iv ely   h ig h   f o r   g e o g r ap h ical  s itu atio n   s u ch   as  in   Ge n ev a.   Fu r th er m o r e,   as  I n eich en   et  a l.   [ 1 1 ]   ass er ted ,   th p er s is ten n u m er ical  q u a n tity   is   d ee m ed   i n ad eq u ate  an d   im p l au s ib le.   Nu m er o u s   au t h o r s   h av d eter m in ed   o p tim al   tilt   a n g les  th eo r etica lly ,   ex p er im en tally ,   an d   in   s im u la tio n   b y   ca lcu latin g   th e   m a x im u m   s o lar   ir r a d iatio n   r ea ch in g   th e   PV  m o d u les.   T u am et  a l.   [ 1 2 ]   s h o wed   th a th tilt   an g le  o f   3 0 °  with   0 °  az im u th   an g le  is   th b est  o f   all  th an g les  f o r   B ag h d ad   city .   T h er is   also   ev id en ce   th at  s m all  ch an g es in   d ir ec tio n   ( u p   to   3 0 °)  d o   n o t a f f e ct  th p er f o r m a n ce   o f   PV  s y s tem s .   Hu s s ain   et  a l.   [ 1 3 ]   s h o wed   th at   3 0   f ix e d   til an g le  is   o p tim al ,   an d     is   th o p tim al  az im u t h   an g le.   Ob aid   et  a l.  [ 1 4 ]   co m p ar ed   th esti m ated   g lo b al  ef f icien s o lar   r ad iatio n   an d   ca lcu lated   r ad ian ce   f o r   a   3 0 ° tilted   s u r f ac e .   B o th   wer h ig h est in   J u ly   an d   Au g u s t a n d   lo west in   Dec em b er .   Al - Kh az za r   [ 1 5 ]   c o n s id er ed   an   av er ag tilt   an g le  b etwe e n   3 0 °   an d   5 0 °   d u r in g   th s u m m er   an d   win ter   as  th o p tim u m   tilt   an g le.     Kh ad im   et   a l.   [ 1 6 ]   i n d icate d   th at  ea ch   p r o v in ce ' s   o p tim al  m o n th ly   tilt   an g le   is   b etwe en   1   an d   8   d eg r ee s .   T h is   in f o r m atio n   was  u s ed   in   B ag h d ad ,   w h er th e   o p tim al  tilt   was  3 1 ° ,   to   g et  th e   m ax im u m   e n er g y   f r o m   s o lar   p an els  ea ch   y ea r .   T h o p tim al  tilt   an g le  in   [ 1 7 ]   was  3 1 °,  ac co r d in g   to   th m ax im u m   y ea r l y   p o wer   in ten s ity .     Kad h im   [ 1 8 ]   f o u n d   th at  o p tim u m   tilt   an g les  f o r   win ter ,   s p r i n g ,   s u m m er ,   au tu m n ,   a n d   th y ea r   ar e   as  f o llo ws :   6 0 . 4 1 °,   3 8 . 8 8 °,  5 . 2 6 °,  3 1 . 3 4 °,   an d   3 3 . 9 7 ° .   A h m ed   et  a l.   [ 1 9 ]   f o u n d   th at  th o p tim al  tilt   an g l is   th s am as  th latitu d o f   B ag h d ad .   Ma h d an d   Ab d u l - W ah id   [ 2 0 ]   s h o wed   th at  th o p tim u m   tilt   an g le   f o r   all  d ay s   o f   th e   y ea r   was  3 5 °.  Hu s s ein   [ 2 1 ]   f o u n d   t h at  s in ce   th ev alu atio n s   wer d o n in   win ter ,   t h o p tim u m   tilt   an g le  f o r   B ag h d ad   s h o u ld   b 4 9 °.  Al - S h am m ar i   [ 2 2 ]   s h o wed   th at   f o r   u n - s h ad ed   p an els,  th e   b est tilt   an g le  to   g et  th m o s t su n lig h t   is   6 0 o   in   Dec em b er ,     in   J u n e ,   an d   s o m ewh er in   b etwe en   in   th o th er   m o n th s .   Ali  [ 2 3 ]   u s ed   m ir r o r   r ef lecto r   an d   f o u n d   th at  t h b est  az im u th   an g le   f o r   th s u r f ac was  3 6   °E  an d   th o p tim u m   d eg r ee   o f   tilt   f o r   th s u r f ac e   was  6 0 °.  Als o ,   th au th o r s   f o u n d   th at  p u ttin g   m ir r o r   at  th b o tto m   o f   s o lar   ce ll  p an el  at  an   an g le  o f   1 2 0 °   will  in cr ea s th o u tp u p o wer .   Salu m   et   a l.   [ 2 4 ]   u s ed   b i f a cial  PV  m o d u le  to   in v esti g ate  th o p tim u m   h eig h t   an d   tilt   an g le  o f   b if ac ial  s o lar   ce lls   in   B ag h d ad   C ity   at  d if f er en h eig h ts   ab o v th g r o u n d   ( 1 0 0 ,   1 2 0 ,   1 4 0 ,   a n d   6 0   cm )   an d   tilt   an g les  ( 0 °,  1 2 °,  3 0 °,  4 9 °,  an d   7 0 °)  f o r   ea ch   h eig h t.  T h r esu lts   s h o wed   th at,   wh en   th h eig h t   g o es  f r o m   1 0 0   cm   to   1 2 0   cm ,   t h g r o wth   g e n er ally   lev els  o f f   at  1 4 0   cm   an d   1 6 0   cm .   B ased   o n   th is   f in d in g ,   th b est h eig h t f o r   b if ac ial  PV p an el  in   B ag h d ad   is   1 2 0   cm .   T h r esu lts   ad d itio n ally   in d icate d   th at  p h o to v o ltaics   p er f o r m   b est at  tilt   o f   4 9 °.   T h o p tim al  tilt   an g le  f o r   m a x im izin g   in cid en ir r ad iatio n   o n   th PV  ar r ay s   d e p en d s   o n   th g r o u n d   alb ed o ,   esp ec ially   wh en   alb e d o   v ar ies  r ath er   th an   r e m ain in g   co n s tan t   [ 2 5 ] [ 2 6 ] .   Prio r   r esea r ch   o n   p h o to v o ltaic  PV  s y s tem   p er f o r m an ce   h as  p r ed o m in an tly   co n ce n tr ated   o n   s o lar   co n f ig u r atio n ,   clim atic  co n d itio n s ,   an d   ar r a y   o r ien tatio n ,   wh ile  m in im ally   a d d r ess in g   th s u r f ac ty p o n   wh ich   PV m o d u les ar in s talle d   an d   its   im p ac t o n   r ef lecte d   r ad iatio n   a n d   tilt - an g le  o p tim izatio n .   Mo s cu r r en m o d els  u s co n s tan a lb ed o   v alu o f   0 . 2 ,   h e n ce   o v er s im p lify in g   th v ar iab ilit y   o f   g r o u n d - s u r f ac r ef lectio n   o b s er v ed   in   ac tu al  o p er atio n al  c o n tex ts .   T h u s ,   th e   tr u ef f ec t o f   alb ed o   ch a n g o n   th o p tim al  tilt   an g le  an d   e n er g y   o u tp u r em ain s   in ad eq u at ely   in v esti g ated .   T h is   r esear ch   m eth o d ically   in v esti g ates  th co r r elatio n   b et wee n   g r o u n d - s u r f ac alb e d o   a n d   th b est  tilt   an g le  th at  m a x im izes  th y ea r ly   p r o d u ctio n   o f   en er g y   o f   f ix ed   o n - g r id   p h o to v o ltaic  s y s tem .   T h a n aly s is   co m m en ce s   r ef e r en ce   alb e d o   v alu o f   0 . 2   a n d   its   co r r esp o n d in g   o p tim al  tilt   o f   3 1 °  f o r   th clim atic  co n d itio n s   o f   B ag h d a d ,   I r aq ,   s u b s eq u en tly   f o llo wed   b y   s im u latio n s   ac r o s s   v ar io u s   alb e d o   v alu es  to   ascer tain   h o w   f lu ctu atio n s   in   s u r f ac e   r ef lecti v ity   alter   th in cid e n t ir r ad iati o n   an d   p o wer   g en er at i o n .   T h is   s tu d y ' s   o r ig in ality   is   i n   q u an tify in g   t h r elatio n s h ip   b etwe en   alb ed o   v a r iatio n s   an d   tilt - an g le  o p tim izatio n   th r o u g h   PVs y s s im u latio n s .   T h is   m eth o d o lo g y   p r esen ts   m o r r ea lis tic  an d   s ite - s p ec if ic  s tr u ctu r f o r   p h o to v o ltaic  d esig n ,   p r o v i d in g   c r itical  in s ig h ts   f o r   en h an cin g   th e   p r ec is io n   o f   p er f o r m a n ce   f o r ec asti n g   an d   s y s tem   o p tim izatio n   ac r o s s   v a r y in g   s u r f ac co n d itio n s .   T h s u b s eq u en s ec tio n s   o f   th is   wo r k   ar s tr u ct u r ed   as  f o llo ws i)   Sectio n   2   d elin ea tes  th r esear ch   m eth o d o lo g y ,   e n c o m p ass in g   th c h ar ac te r izatio n   o f   th PV  s y s tem ,   s im u latio n   co n f ig u r atio n ,   a n d   an aly tical  p r o ce d u r e ii)   Sectio n   3   d is cu s s es  th r esu lts   an d   a n aly s is ,   em p h asizin g   th co r r elatio n   am o n g   alb ed o ,   tilt   an g le,   an d   e n er g y   y ield ; a n d   iii)   Fin ally ,   s ec tio n   4   p r esen t s   th co n clu s io n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   1 Ma r c h   20 2 6 :   740 - 7 51   742   2.   RE S E ARCH   M E T H O DO L O G Y   So lar   en er g y   p o wer   is   ty p ically   ca lcu lated   b ased   o n   th e   ir r a d iatio n   r ec ei v ed   b y   th e   PV  ar r ay ' s   tilt ed   p lan e.   T h th eo r etica m o d el  s h o ws  th r elatio n s h ip   b etwe en   alb ed o   an d   tilt   an g les ,   as  well  as  th ef f ec o f   th ese  an g les  o n   ir r a d iatio n   r ec eiv ed   b y   PV  m o d u les.  T h e   Per ez   m o d el  in   PVs y s s o f twar is   u s ed   to   s im u late  th am o u n o f   ir r ad iatio n   th at  r ea ch es   th PV  ar r ay s .   Sy s te m   d esig n er s   r eq u ir v alu es  f o r   s o lar   ir r ad iatio n   o n   s u ch   tilt ed   p an els ;   h o wev er ,   m ea s u r ed   o r   ap p r o x im ated   ir r ad iatio n   d ata  ar p r im a r il y   av ailab le  f o r   s u r f ac es  with   n o r m al   in cid en ce   o r   h o r iz o n tal  o r ie n tatio n .   T h er ef o r e,   it  is   n ec ess ar y   to   co n v er t   th ese  d ata  in to   ir r ad iatio n   o n   in clin ed   s u r f ac es.      2 . 1 .     T ilt  a ng le  a nd   a lbedo   f lat  s u r f ac ab s o r b s   s o lar   ir r ad iatio n   in   th r ee   way s ,   as sh o wn   in   ( 1 )   [ 2 7 ] [ 28] .     =   +   +   ( 1 )     W h er e:  G B   is   th b ea m   ir r ad i atio n ,   G D   is   th d if f u s ir r ad i atio n ,   an d   G G   is   th g r o u n d - r ef lecte d   ir r ad iatio n .   Fro m   Fig u r 1 ,   th tilt ed   s u r f a ce   b ea m   ir r a d iatio n   ( G Bt )   is   ( 2 ) .      =       ( )   ( 2 )     I n   ad d itio n ,   th h o r izo n tal  s u r f ac b ea m   ir r a d iatio n   ( G Bh )   is   ( 3 ) .     =        ( )   ( 3 )           Fig u r 1 .   B ea m   ir r a d iatio n   o n   th h o r izo n tal  an d   tilt ed   s u r f ac es        T h ex p r ess io n   u s ed   in   g e n er a l to   in cid en ce   a n g le  is   ( 4 ) .      =        +     +      +       ( 4 )     W h er e   : I n cid en ce   a n g le,   ϕ   : z en ith   an g le,     : tilt a n g le,      az im u th   an g le,   :   Ho u r   a n g le,     : D ec lin atio n ,   an d   : So lar   altitu d an g le Fo r   th h o r izo n tal  s u r f ac es,    =     = 0 ,   s u b s titu te  in   ( 4 ).      ( ) = s in s in + c os c os c os   ( 5 )     T h b ea m   ir r ad iatio n   tilt   f ac to r   is   ( 6 ) .     =  =    ( )    ( )     ( 6 )     Fo r   an y   s u r f ac b ea m   ir r ad iati o n   is   ( 7 ) .      =       ( 7 )     Acc o r d in g   t o   th is o tr o p ic  s k y   m o d el,   d if f u s ir r a d iatio n   o n   t h h o r iz o n tal  s u r f ac is   ca lcu l ated   as   ( 8 )   an d   ( 9 ) .     = 2  ( ) 2 0  = 2   ( 8 )       = 2   ( 9 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Th effec ts   o f su r fa ce   a lb ed o   a n d   p h o to vo lta ic  s ystem  tilt   a n g le  o n   imp r o vin g     ( A h med   D a u d   Mo s h ee r )   743   W h er   :   d if f u s s k y   ir r ad ian ce   ( W/m 2   r a d ) Dif f u s ir r ad iatio n   o n   tilt ed   is   ( 1 0 ) .     = c os Φ 2 0 Φ + c os Φ 2 0 Φ   ( 1 0 )     Su b s titu te  in   ( 9 )   an d   ( 1 0 ) :     = [ 1 +  ( ) 2 ]   ( 1 1 )     Similar ly ,   th g r o u n d - r e f lecte d   ir r ad iatio n   is   ex p r ess ed   as    is   ( + ) ,   wh ich   p er tain s   to   th r ef lectiv ity   o f   th g r o u n d   with   r esp ec t t o   i s o tr o p ic  g r o u n d   r ef lecte d   r ad i atio n   ( )   [ 2 7 ] [ 29 ] ,   [ 3 0 ] .     ( + ) = 2  c os ( )  2 0 = 2   ( 1 2 )     On   tilt ed   s u r f ac e   ( 1 3 ) .     =     ( )    2 2   ( 1 3 )     Fro m   ( 1 2 )   an d   ( 1 3 )   th g r o u n d   r ef lecte d   will b e:     = ( + ) [ 1    ( )   2 ]   ( 1 4 )     W h er e   : r ep r esen ts   th g r o u n d   alb ed o .   Su b s titu te  ( 1 0 )   a n d   ( 1 3 )   in   ( 6 ) ,   th e n   ( 1 6 ) .       = + [ 1 +    ( )   2 ] + ( + ) [ 1    ( )   2 ]   ( 1 5 )     T h g lo b al  h o r iz o n tal  ir r ad iati o n   ( )   is   th to tal  o f   th e   d ir ec t r ad iatio n   an d   th d if f u s ir r ad ia tio n   in cid en o n   th h o r izo n tal  p lan e.     = +   ( 1 6 )     T h ( 1 5 )   m ay   b wr itten   as   ( 1 7 ) .     = = + [ 1 +    ( )   2 ] + [ 1    ( )   2 ]   ( 1 7 )     W h er   is   tilt   f ac to r   to tal  r ad ia tio n .   Fro m ,   ( 1 7 )   th tilt   f ac to r   o f   g r o u n d   r ef lecte d   is   ( 1 8 ) .      = [ 1    ( )   2 ]   ( 1 8 )     T h tilt   f ac to r   f o r   d if f u s ir r ad iatio n   is   ( 1 9 ) .     = [ 1 +    ( )   2 ]   ( 1 9 )     2. 2 .   T ilte d a ng le  a nd   P mo du le   Mo s t   s o lar   en er g y   m a y   b e   co l lecte d   f r o m   tilt ed   s u r f ac es.  T h tilt   is   also   af f ec ted   b y   th e   tim o f   y ea r   an d   latitu d e.   At  m id d ay   in   Sep tem b er   an d   Ma r ch ,   th r a d iatio n   f r o m   th s u n   is   g o in g   to   b p er p en d icu lar   to   th e   s u r f ac o f   th co llecto r   if   t h an g le  at  wh ich   it  tilt s   i s   eq u al  to   th latitu d e.   I n   th s u m m er ,   wh en   s u n   r ad iatio n   is   at  its   s tr o n g est,  it is   h elp f u l to   an g le  th s u r f ac s lig h tly   a way   f r o m   v e r tical.   Ho wev er ,   f o r   th m ax im izatio n   in   th win ter ,   th s u r f ac m u s t   tilt   f u r th er   to   th v er tical.   T ilt  an d   o r ien tatio n   d o n ' h av h u g im p ac t.  I n   t h is   r esear ch ,   it  was  tak en   in to   ac c o u n th at  th e   an g le  is   f ix e d   th r o u g h o u th y ea r ,   a n d   f o r   th e   p u r p o s o f   in cr ea s in g   s o lar   r ad iatio n   an d   th en e r g y   o u tp u f r o m   t h s y s tem ,   th e f f ec o f   th g r o u n d   r ef lecto r   o n   th o p tim u m   tilt   an g le  th at   ac h iev es  th e   m a x im u m   o u tp u t   p o wer   was  s tu d ied .   T h is   will  b ch ea p er   th an   u s in g   s o lar   tr ac k e r   f o r   th p u r p o s o f   c h an g in g   th e   a n g le  ev e r y   m o n th .   W ith   th h elp   o f   Fig u r e   2 ,   it   ca n   ea s ily   ca lcu late  th s o lar   altitu d an g le  at  s o l ar   n o o n ,   wh ich   is   cr u cial  s o lar   p ar a m eter   [ 2 8 ] .   T h e   altitu d an g le  r ef er s   to   th an g u lar   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   1 Ma r c h   20 2 6 :   740 - 7 51   744   d is tan ce   b etwe en   th e   s u n   a n d   th h o r izo n   lo ca ted   d ir ec tly   b en ea th   it  at   g iv en   lo ca tio n .   T h r elatio n s h ip   d ep icted   in   Fig u r 3   ca n   b e x p r ess ed   as ( 2 0 ) .     = ( 90 0 ) +   ( 2 0 )           Fig u r 2 .   Dif f e r en t v iew  f o r   th ea r th   an d   s u n           Fig u r 3 .   T h s o lar   n o o n   altitu d an g le  a b o u t th e   s u n       2. 3 .   Sim ula t i o n m o del  m et h o d   PVs y s t   o f f er s   Hay ' s   an d   Per ez   tr an s p o s itio n   m o d els  th at  ca n   b u s ed   to   f in d   th w o r ld   in cid en ce   o f   r ad iatio n   o n   tilt ed   p lan e.   [ 2 9 ] .   T h two   m o d els  co m u p   wi th   d if f er en wa y s   to   f ig u r o u t   th s ca tter ed   p ar ts   o f   th r a d iatio n   th at  h its   th tilt in g   p lan e.   Acc o r d in g   to   th e   Hay   m o d el,   d if f u s ir r ad ian c is   m ad u p   o f   an   is o tr o p ic  in p u t a n d   "c ir cu m s o lar co m p o n en t th at  is   eq u al  t o   th b ea m   co m p o n e n t.  [ 3 0 ] .   T h "h o r izo n   b an d th at  th Per ez - I n eich en   m o d el   ad d s   is   an o th e r   s ca tter ed   p a r t.   [ 3 1 ] .   I d iv id es  th s k y   in to   s ec tio n s   an d   f i g u r es  o u h o th cir c u m s o lar   an d   h o r izo n   b a n d s   ch an g b y   c o m p a r in g   d ata  f r o m   m o r th an   two   d o ze n   m ea s u r e m en t   s ites   ar o u n d   th e   wo r ld .   B ec au s o f   th at  a n d   b ased   o n   [ 3 2 ] ,   P er ez   m o d el  is   m o r e   ac cu r ate   t h an   th e   Hay   m o d el.   T h er ef o r e,   th is   s tu d y   u s es  th Per ez   tr an s p o s itio n   m o d el.   T r a n s p o s itio n   r ef er s   to   th e   m eth o d   o f   d eter m in in g   th e   in cid en ir r ad ian ce   o n   a   tilt ed   p lan b ased   o n   a v ailab le  h o r iz o n tal  ir r a d ian ce   d ata  [ 2 9 ] .   T h e   PV s y s is   u tili ze d   to   co n v e r th g lo b al  h o r izo n tal  ir r ad iatio n   ( Glo b Ho r )   to   th g lo b al  in ci d en ir r a d iatio n   i n   th co llecto r   p lan e   ( Glo b I n c)   f o r   an y   g iv en   tilt   an g le.   Fro m   ( 6 ) ,   th e   b ea m   r ad iat io n   tilt   f ac to r ,   wh ic h   is   eq u al  t o   th tilt ed   s u r f ac e   b ea m   ir r a d iatio n   o v er   t h h o r izo n tal  s u r f ac b ea m   ir r ad iatio n ,   a n d   th e   d ef i n itio n   o f   tr an s p o s itio n   m o d els  o r   tr an s p o s itio n   f ac to r   ( T F)  in   s i m u latio n ,   wh ich   is   eq u al  to   ( 2 1 ) .     TF =          ( 2 1 )     T h e   tilt   f ac to r s   an d   tr a n s p o s itio n   f ac to r   d eter m in th e   b est  tilt   o r ien tatio n .   T h im p o r tan t   p ar am eter s   o f   th e   s im u latio n   d ep en d   o n   g lo b al  i n cid en ir r ad iatio n   in   th co lle cto r   p lan ( Glo b I n c)   b ec au s t h g lo b al  h o r iz o n tal  ir r ad iatio n   ( Glo b Ho r )   is   co n s tan t in   th s am lo ca tio n .     2 . 4 .        Sim ula t io n m e t ho do lo g y   2 . 4 . 1 .   Set   g eo g ra ph ica l c o o rd ina t es   T h is   r esear ch   d esig n s   an d   s im u lates  an   o n - g r i d   PV  s y s te m   lo ca tio n   in   B ag h d ad I r aq ,   with   th co o r d in ates a 3 3 . 3 1   N o ,   4 4 . 3 8   E o   an d   3 0   m   ab o v s ea   le v el.   Geo g r ap h ic   co o r d in ates f r o m   PV s y s t so f twar e ,   as   s h o wn   in   Fig u r e   4 ,   p r o v id m eteo r o lo g ical  d ata.   Yea r l y   h o r izo n tal  g lo b al  s u n   ir r ad ian ce   ( Glo b H)   an d   d if f u s e   co m p o n en t ( Dif f H)   a r s h o wn   in   T ab le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Th effec ts   o f su r fa ce   a lb ed o   a n d   p h o to vo lta ic  s ystem  tilt   a n g le  o n   imp r o vin g     ( A h med   D a u d   Mo s h ee r )   745   T ab le  1 .   Yea r ly   h o r iz o n tal  g lo b al  an d   d if f u s ir r a d ian ce   in   B ag h d ad   P a r a me t e r   G l o b H   D i f f H   V a l u e s   k W h /   k W h /   Y e a r l y   v a l u e   1 8 3 3 . 9   5 5 4 . 7           Fig u r 4 .   Geo g r ap h ical  co o r d i n ates in   PVs y s t f o r   B ag h d ad   c ity       2 . 4 . 2 .   T he  o rient a t io n o f   t he  P pa nel   PV s y s t c alcu lates th an n u al  o p tim al  tilt   an g le  f o r   f ix ed   tilt e d   p lan e   in   th e   o r ien tatio n   s tag e.   B ag h d ad   s h o u ld   tilt   at  3 0 °   an d   0 o   Azim u th   as  s h o wn   in   F ig u r 5   w ith   alb ed o   ( 0 . 2 ) ,   an d   PV  p an e ls   f ac s o u th .   Up o n   co n d u ctin g   n u m er o u s   tilt   an g le  test s ,   th s im u latio n   r esu lts   in d icate   th at  th an g le  y ield in g   t h m ax im u m   o u t p u t   p o wer   d if f er s   f r o m   th an g le  p r ev io u s ly   ass u m ed .           Fig u r 5 .   Set th tilt   an g le       2 . 4 . 3 .   Sy s t em   des cr iptio n   T h p h o to v o ltaic   s y s tem   co n s id er ed   in   th is   r esear ch   is   g r id - co n n ec ted   s y s tem   with   2 0 . 4 8   k W p   p o wer .   I co n tain s   6 4   m o d u les  ( 4   s tr in g s   ×   1 6   in   s er ies);  th n o r m al  p o wer   o f   o n m o d u le  is   3 2 0   W p ,   an d   th e   m o d u le  ar ea   is   1 2 4   m 2 .   T h o t h er   PV  s y s tem   ch ar ac ter is tics   ar s h o wn   in   T a b le  2 .     2 . 4 . 4 .   E f f ec t   o f   g ro un d a lbedo   o n t he  o ptima l t ilt  a ng le  o f   P pa nels     T h g r o u n d   f o r   in s tallin g   s o la r   s y s tem s   m ay   b co n cr ete,   s an d ,   W h ite  Po r tlan d   ce m e n t,  s n o w an d   ea ch   o f   th ese  g r o u n d s   h as  s p ec ial  alb ed o   v alu e.   I n   th is   r ese ar ch ,   s ix   PV  s y s tem - m o u n tin g   s u r f ac es  wer test ed   in   th s im u latio n   b y   s elec tin g   th ap p r o p r iate  alb e d o   v alu f o r   ea ch   s u r f ac e.   T h v alu e   o f   alb ed o   f o r   ea ch   ty p e   o f   g r o u n d   is   as  li s ted   in   [ 3 3 ] [ 3 4 ] .   I n c r ea s es  in   tilt   an g le  will   b m ad if   th s u r f ac alb ed o   v alu ex ce ed s   th co n s tan alb ed o   v alu ( 0 . 2 ) .   If   th s u r f ac e' s   alb ed o   is   less   th an   th r ef er e n ce   lev el  o f   0 . 2 .   T h en ,   th tilt   an g le   will  g r ad u ally   d ec r ea s u n til  th m ax im u m   o f   th g lo b al  in cid en in   th co llecto r   p lan ( Glo b I n c)   an d   th e n er g y   in jecte d   in to   th g r id   ( E _ Gr id )   ar r ea c h ed   [ 2 5 ] .   T h t y p o f   m o u n tin g   s u r f ac es u s ed   in   th is   r esear ch   is   s h o wn   in   T ab le  3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   1 Ma r c h   20 2 6 :   740 - 7 51   746   T ab le  2 .   Gr id - co n n ec ted   s y s tem   ch ar ac ter is tics   I t e m   P a r a me t e r s   V a l u e   / D e scr i p t i o n   P V   mo d u l e   M a n u f a c t u r e r   P h o n o   S o l a r   M o d e l   P S 3 2 0 P - 2 4 / M a x i m   U n i t   N o m .   P o w e r   3 2 0   W p   N u mb e r   o f   P V   m o d u l e s   64   N o mi n a l   ( S T C )   2 0 . 4 8   k W p   M o d u l e s   4   S t r i n g x   1 6   i n   seri e s   N o mi n a l   ( S T C )   2 0   k W p   To t a l     6 4   M o d u l e s   M o d u l e   a r e a   1 2 4     I n v e r t e r   M a n u f a c t u r e   Tr a n n e r g y   M o d e l   TR N 0 2 0 K TL   U n i t   N o m .   P o w e r   2 0 . 0   k W a c   N u mb e r   o f   i n v e r t e r s   2   *   M P P 5 0 1   u n i t   P V sy st   d a t a b a s e   To t a l   p o w e r   2 0 . 0   k W a c   O p e r a t i n g   v o l t a g e   2 5 0 - 8 0 0   V   P n o m   r a t i o   ( D C : A C )   1 . 0 2       T ab le  3 .   Su r f ac alb ed o   u s ed   i n   th s tu d y   [ 3 3 ] [ 3 4 ]   S u r f a c e   A v e r a g e   A l b e d o   S a n d ,   d r y   0 . 1 8 0   S a n d ,   w e t   0 . 0 9 0   C o n c r e t e   0 . 2 5 0   C o a l   y   a sh   0 . 6 2 0   W h i t e   p a i n t   0 . 7 0 0   W h i t e   P o r t l a n d   c e me n t   0 . 8 7 0       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   th is   r esear c h ,   th e   in f l u en ce   o f   s ev er al   f ac to r s   o n   th p er f o r m an ce   o f   p h o t o v o ltaic  PV  m o d u les  h a s   b ee n   co n s id er ed ,   s u ch   as  g lo b al  in cid en ir r ad iatio n   in   th co llecto r   p lan ( Glo b I n c) ,   ef f e ctiv en er g y   at  th e   o u tp u o f   th a r r ay   ( E Ar r ay )   an d   en er g y   in jecte d   in to   th e   g r id   ( E _ Gr i d ) .   T h g lo b al  h o r i zo n tal  ir r ad iatio n   is   co n s id er ed   c o n s tan t in   th is   lo c atio n .   Fo r   o b tain in g   r esear ch   r esu lts ,   th f o llo win g   s tep s   wer ap p lied :   i)   Step   1 : O b tain   th y ea r ly   f ix e d   o p tim al  tilt   an g le   PV  Sy s s o f twar s u g g ests   3 0 °   as  th an n u al  o p tim u m   tilt   an g le  with   co n s tan alb ed o   ( 0 . 2 ) .   I n   th is   an g le,   th y ea r ly   r esu lts   s h o wed   th at  ( Glo b I n c)   is   2 0 5 4 . 2   k W h /m ²,   E f f ec tiv en er g y   at  th o u tp u o f   th ar r a y   ( E _ Ar r ay )   an d   th ( E _ Gr id )   i s   3 5 . 9 1 3   MWh ,   3 5 . 2 0 9   MWh ,   r esp ec tiv ely .   T h 3 0 °  an g le   th en   d ec r ea s ed   o r   in cr ea s ed   to   in c r ea s th ese  v al u es.  T ab le  4   s h o ws  co m p ar i s o n   b etwe en   two   tilt   an g les ,   3 0 °   an d   3 1 ° .   At  31 °   tilt   an g le ,   th Glo b I n c   is   lo wer   th an   th at   wh en   th tilt   an g le  was 3 0 ° but   th e   v alu o f   E _ Ar r ay   an d   E _ G r id   is   s till   a   h ig h er   v alu e   th at  is ,   b ec au s th e   PV  lo s s es  d u to   tem p er atu r e   at  tilt   an g le  3 0 °   is   1 1 . 8 1 1 % ,   wh ich   is   m o r th an   th lo s s es a tilt   an g le  o f   3 1 °   wh ich   is   eq u al  to   1 1 . 7 9 6 %.       T ab le  4 .   Yea r ly   h o r iz o n tal  g lo b al,   in cid en ce   ir r ad ian ce   a n d   t h en er g y   o u tp u t o f   th s y s te m   Ti l t   a n g l e   G l o b H o r   G l o b I n c   EA r r a y   E_ G r i d   k W h /   k W h /   M W h   M W h   29   1 8 3 3 . 9   2 0 5 3 . 9   3 5 . 9 0 2   3 5 . 1 9 9   30   1 8 3 3 . 9   2 0 5 4 . 2   3 5 . 9 1 3   3 5 . 2 0 9   31   1 8 3 3 . 9   2 0 5 4 . 0   3 5 . 9 1 6   3 5 . 2 1 2   32   1 8 3 3 . 9   2 0 5 3 . 2   3 5 . 9 1 0   3 5 . 2 0 5   33   1 8 3 3 . 9   2 0 5 2 . 0   3 5 . 8 9 5   3 5 . 1 9 0       ii)   Step   2 d if f er e n t su r f ac alb e d o   with   y ea r ly   v ar iab les f ix e d   tilt   an g le   Dif f er en t   s u r f ac alb ed o ,   as  in   T ab le  3 ,   will  b tak en ,   an d   t h r esu lt  f o r   ea ch   ca s e.   Fo r   ea ch   ca s in   th is   s tu d y ,   as  in   s tep   1 ,   th r e f er en ce   an n u al  o p tim u m   tilt   a n g le  is   at  30°   with   co n s tan al b ed o   ( 0 . 2 ) ,   an d   t h co m p ar is o n   will  b ac co r d in g   to   r ef er en ce   a n n u al  o p tim u m   ti lt  an g le  r esu lts   as  in   T ab le  4 .   I f   th s u r f ac alb ed o   v alu less   th an   c o n s tan t a lb ed o   ( 0 . 2 )   t h p r o ce d u r will b e   s tar tin g   at  r e f er en ce   an n u al  o p ti m u m   tilt   an g l th e n   d ec r ea s ed   o r   in cr ea s ed   r ef er e n ce   an n u al  o p tim u m   tilt   an g le  u n til  r ea ch i n g   m ax im u m   r esu lts   o f   ( E Ar r ay ,   E _ Gr id ) .   T h p r o ce d u r es  ar s u m m ar ized   in   th f l o ch ar t   s h o wn   in   Fig u r 5 .   As  in   T ab le  3 ,   th er ar e   two   v alu es  ( 0 . 0 9 ,   0 . 1 8 )   less   th an   ( 0 . 2 ) .   T h r esu lts   ar s h o wn   in   T ab le  6   an d   T ab le  6   f o r   alb e d o   v alu es  0 . 1 8   an d   0 . 0 9 .   As  s h o wn   in   T a b le  5   t h m ax im u m   r esu lts   o f   ( E Ar r a y ,   E _ Gr id )   ac h iev ed   at  tilt   an g le  3 0 . 5 o ,   w h ich   m ea n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Th effec ts   o f su r fa ce   a lb ed o   a n d   p h o to vo lta ic  s ystem  tilt   a n g le  o n   imp r o vin g     ( A h med   D a u d   Mo s h ee r )   747   th at  at  an   alb ed o   v alu o f   0 . 1 8 ,   th o p tim u m   tilt   an g le  is   at  3 0 . 5 °.  Similar ly ,   f o r   s u r f ac e   alb ed o   o f   0 . 0 9 ,   th m ain   r esu lts ,   as sh o wn   in   T ab l 6 ,   th m a x im u m   r esu lts   o f   ( E Ar r ay ,   E _ G r id )   ar e   ac h iev ed   at  tilt   an g le  29° .   Acc o r d in g   to   T ab le  3 ,   t h er a r f o u r   v alu es  m o r t h an   th co n s tan alb ed o   v alu o f   0 . 2 .   Firstl y ,   th v alu es  o f   Glo b I n c,   E Ar r ay ,   E _ Gr id   ar m ea s u r e d   f o r   ea ch   alb ed o   v alu e   an d   ac co r d in g   t o   f ix ed   r ef er e n ce   an n u al   o p tim u m   tilt   an g le  wh ich   is   3 1 °  f o r   th is   ca s e,   as  s h o wn   T ab le  7 .   Seco n d ly ,   th p r o ce d u r will  s tar t   at  th r ef er en ce   an n u al  tilt   an g le   ( 3 1 °),   th en   in cr ea s o r   d ec r ea s e   th is   r ef er e n ce   an n u al  tilt   a n g le.   T h f in al  a n n u al   o p tim u m   tilt   an g le  with   d if f er en s u r f ac alb ed o   will  b th e   o n th at  ac h iev es   m ax im u m   r esu lts   o f   ( Glo b I n c,   E Ar r ay ,   E _ G r id ) .   T h o p tim u m   tilt   an g les  f o r   ea ch   alb ed o   v alu ab o v 0 . 2   ar as  s h o wn   in   T ab le  8 .   Fin ally ,   th o p tim u m   tilt   an g le,   wh ich   g iv es   m ax im u m   en er g y   in jecti o n   in to   th g r id   f o r   ea ch   ty p o f   g r o u n d   alb ed o   f o r   th is   s tu d y   ar s u m m ar ized   in   Fig u r 7 .           Fig u r 6 .   Op tim al  tilt   an g le   s elec tin g   p r o ce d u r es       T ab le  5 .   E n er g y   v alu es a n d   in cid en ce   r ad iatio n   alb ed o   v alu e   ( 0 . 1 8 )   with   r esp ec t to   alb ed o   v alu ( 0 . 2 )   Ti l t   a n g l e   D e g r e e   A l b e d o   V a l u e     G l o b I n c   EA r r a y   E_ G r i d   k W h /   M W h   M W h   33   0 . 1 8   2 0 4 9 . 0   3 5 . 8 5 2   3 5 . 1 4 8   32   0 . 1 8   2 0 5 0 . 4   3 5 . 8 6 9   3 5 . 1 6 6   31   0 . 1 8   2 0 5 1 . 3   3 5 . 8 7 8   3 5 . 1 7 5   3 0 . 5   0 . 1 8   2 0 5 1 . 6   3 5 . 8 7 9   3 5 . 1 7 6   30   0 . 1 8   2 0 5 1 . 7   3 5 . 8 7 8   3 5 . 1 7 5   29   0 . 1 8   2 0 5 1 . 6   3 5 . 8 7 0   3 5 . 1 6 7       T ab le  6 .   E n er g y   v alu es a n d   in cid en ce   r ad iatio n   f o r   s u r f ac a lb ed o   ( 0 . 0 9 )   with   r esp ec t to   al b ed o   v alu ( 0 . 2 )   Ti l t   a n g l e   D e g r e e   A l b e d o   V a l u e     G l o b I n c   EA r r a y   E_ G r i d   k W h /   M W h   M W h   32   0 . 0 9   2 0 3 7 . 9   3 5 . 6 8 8   3 4 . 9 8 7   31   0 . 0 9   2 0 3 9 . 5   3 5 . 7 0 8   3 5 . 0 0 7   30   0 . 0 9   2 0 4 0 . 7   3 5 . 7 1 9   3 5 . 0 1 9   29   0 . 0 9   2 0 4 1 . 2   3 5 . 7 2 1   3 5 . 0 2 1   28   0 . 0 9   2 0 4 1 . 3   3 5 . 7 1 5   3 5 . 0 1 5     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   1 Ma r c h   20 2 6 :   740 - 7 51   748   T ab le  7 .   E n er g y   v alu es a n d   in cid en ce   r ad iatio n   f o r   d if f e r en alb ed o   v al u es with   r esp ec t to   t ilt an g le  ( 3 1 o )   Ti l t   a n g l e   D e g r e e   A l b e d o   V a l u e     G l o b I n c   EA r r a y   E_ G r i d   k W h /   M W h   M W h   31   0 . 2 5   2 0 6 0 . 5   3 6 . 0 1 0   3 5 . 3 0 4   31   0 . 6 2 0   2 1 0 9 . 0   3 6 . 7 0 5   3 5 . 9 8 6   31   0 . 7 0 0   2 1 1 9 . 4   3 6 . 8 5 4   3 6 . 1 3 3   31   0 . 8 7 0   2 1 4 1 . 7   3 7 . 1 7 1   3 6 . 4 4 4       T ab le  8 .   Fin al  an n u al  o p tim u m   tilt   an g le  f o r   d if f er en t su r f a ce   alb ed o   Ti l t   A n g l e   D e g r e e   A l b e d o   R a t i o   G l o b I n c   EA r r a y   E_ G r i d   k W h /   M W h   M W h   3 1 . 5   0 . 2 5 0   2 0 6 0 . 4   3 6 . 0 1 1   3 5 . 3 0 5   38   0 . 6 2 0   2 1 1 9 . 7   3 6 . 8 8 9   3 6 . 1 6 6   40   0 . 7 0 0   2 1 3 1 . 7   3 7 . 0 6 9   3 6 . 3 4 1   45   0 . 8 7 0   2 1 7 7 . 4   3 7 . 7 3 9   3 6 . 9 9 9           Fig u r 7 .   T h ty p es g r o u n d   al b ed o   v er s u s   o p tim u m   tilt   an g l e   an d   en e r g y   i n jectio n   in to   th e   g r id       4.   DIS CU SS I O   T h s im u latio n   r esu lts   in   T ab l es  5 8   in d icate   s ig n if ican c o r r elatio n   am o n g   g r o u n d - s u r f ac alb ed o ,   tilt   an g le,   an d   th en er g y   p e r f o r m a n ce   m etr ics  o f   th PV  s y s tem ,   s p ec if ically   ( Glo b I n c) ,   ( E Ar r ay ) ,   an d   ( E _ Gr id ) .   I n   th r ef er e n ce   s ce n ar io   ( alb e d o   0 . 2 ,   tilt   3 1 °),   th Glo b I n attain ed   r o u g h ly   2 0 5 4   k W h /m ²,   r esu ltin g   in   E Ar r a y   3 5 . 9 1 6   MWh   an d   E _ Gr id   3 5 . 2 1 2   M W h /y r .   As  th alb ed o   d im in is h ed   to   0 . 1 8   ( T ab le  5 )   an d   0 . 0 9   ( T ab le  6 ) ,   th o p ti m al  tilt   an g les  y ield in g   th e   m ax im u m   E _ G r id   ad ju s ted   t o   3 0 . 5 °  an d   2 9 °,   r esp ec tiv ely .   T h d im i n is h ed   g r o u n d   r ef lectiv it y   r esu lted   in   m ar g in al  d ec lin in   t h d if f u s e - r ef lecte d   r ad iatio n   co m p o n en t;  y et,   r ed u cin g   th tilt   an g le  en h an ce d   th ca p tu r o f   d ir ec s o lar   r ad iatio n ,   p r e s er v in g   an   en er g y   o u tp u o f   ar o u n d   3 5 . 1 7 3 5 . 0 2   MWh /y r .   T h is   tr en d   in d icate s   t h at,   in   lo w - al b ed o   c o n d itio n s ,   r ed u ce d   tilt   an g le  is   b en ef icial  f o r   o p tim izin g   d ir ec t so lar   g ain .   C o n v er s ely ,   wh en   th alb e d o   wen ab o v e   0 . 2   ( T ab les  7 8 ) ,   th g r o u n d   ex h i b ited   h ig h er   r ef lectiv ity ,   co n tr ib u tin g   to   a   g r ea ter   u p war d   r ad iatio n   p o r tio n   t h at  f av o r ed   s teep   m o d u le  o r ien tatio n s .   C o n s eq u en tly ,   Glo b I n ex p er ien ce d   g r a d u a in cr ea s f r o m   2 0 6 0 . 4   k W h /m ²  at  an   alb ed o   o f   0 . 2 5   to   2 1 7 7 . 4   k W h /m ²  with   a n   alb ed o   o f   0 . 8 7 .   T h o p tim al  ti lt  an g le  in cr ea s ed   f r o m   3 1 . 5 °  to   4 5 °,  wh ile  E _ Gr id   clim b e d   f r o m   3 5 . 3 0 5   MWh   to   3 6 . 9 9 9   MWh ,   r esu ltin g   in   a   to tal  im p r o v e m en t o f   5 . 0 7 % r elativ to   th r ef e r en ce   s ce n ar i o .   T h is   d is tin ct  p atter n   d em o n s tr ates  th p h y s ical  d ep e n d en ce   o f   p h o to v o ltaic  p er f o r m an ce   o n   tilt   an g le  an d   s u r f ac r ef lectiv ity .   As  Glo b I n e x p er ien ce s   an   in cr ea s e   in   alb ed o   a n d   m o d if ied   tilt ,   b o th   th E Ar r a y   an d   E _ Gr id   ex h ib it  a   co r r esp o n d i n g   r is e,   c o n f ir m i n g   th at  th e   i n cid en ir r ad iatio n   o n   th c o llecto r   p lan e   is   th e   p r im ar y   d eter m in an o f   e n er g y   g ain .   T h o p tim u m   tilt   an g le  is   n o co n s tan s p ec if ic  to   lo ca tio n   b u m u s b Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Th effec ts   o f su r fa ce   a lb ed o   a n d   p h o to vo lta ic  s ystem  tilt   a n g le  o n   imp r o vin g     ( A h med   D a u d   Mo s h ee r )   749   ascer tain ed   b ased   o n   th ac tu a g r o u n d   alb ed o ,   e n s u r in g   th at   th m o d u les  m ax im ize  th ca p tu r o f   b o th   d ir ec t   an d   r ef lecte d   s o lar   r ad iatio n   f o r   en h an ce d   y ea r ly   en er g y   p r o d u ctio n .   Fu tu r s tu d ies  s h o u ld   b f o cu s   o n   d ev el o p in g   l o ca d esig n   g u i d elin es  th at  lin k   clim atic  co n d i tio n s   with   o p tim al  tilt   alb ed o   ar r a n g em e n f o r   PV  s y s tem s .   Su b s eq u en s tu d ies  s h o u ld   in clu d b i f ac ial  PV  m o d u les  an d   in teg r ate  c o m p r e h en s iv tec h n o - ec o n o m ic   an aly s is   in   ac c o r d an ce   with   th e   I E C   6 2 5 4 8 ,   I E C   6 1 7 3 0 ,   a n d   I E C   6 1 2 1 5   s tan d ar d s .       5.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   ev al u ated   th e   im p ac o f   g r o u n d - s u r f ac r e f lectio n   ( alb ed o )   o n   o p tim u m   tilt   an g le  an d   en er g y   o u tp u o f   s tatio n ar y   o n - g r id   p h o to v o ltaic  PV  s y s tem   s itu ated   in   B ag h d a d ,   I r a q .   T h in v esti g atio n   d em o n s tr ated   d ir ec an d   co n s tan r elatio n s h ip   b etwe en   al b ed o   an d   th tilt   an g le  th at  o p ti m izes  an n u al  en er g y   o u tp u t.   T h e   r esu lts   in d icate d   t h at  as  th alb ed o   lo wer s   b elo w   th r e f er en ce   v alu ( 0 . 2 ) ,   th o p tim al  tilt   an g le   m ar g in ally   r e d u ce s   to   s u s tain   m ax im u m   e n er g y   ca p tu r e.   I n   co n tr ast,  as  th alb ed o   r ea c h es  0 . 2 ,   t h o p tim al  tilt   an g le  in cr em en tally   in cr ea s es   f r o m   3 1 . 5 °  at  an   alb ed o   o f   0 . 2 5   to   4 5 °  at  0 . 8 7   lead i n g   to   en h an ce d   r e f lecte d   ir r ad iatio n   an d   p o ten tial  an n u al  en er g y   g ain   o f   u p   to   5 . 0 7 r elativ to   th r ef er en ce   s itu atio n .   T h s tu d y   s u g g ests   th at  ea ch   s u r f ac ty p with   d if f er e n alb ed o   p o s s ess es  s p ec if ic  til t   co n f ig u r at io n   th at  o p tim izes  s y s tem   ef f icien cy .   C o n s eq u en tly ,   ass u m in g   f ix ed   tilt   an g le  r eg ar d less   o f   th s u r r o u n d in g   s u r f ac r ef lectio n   m ay   r esu lt   in   in f er io r   p h o to v o ltaic  p er f o r m an ce .   I n co r p o r atin g   ac tu al  alb ed o   v alu es  in to   p h o to v o ltaic  d esig n   an d   s im u latio n   to o ls ,   s u ch   as  PVs y s t,  is   cr u cial  f o r   p r ec is tilt - an g le  ass ess m en an d   d ep en d ab l en er g y   p r e d ictio n .   T h is   r esear ch   u n d er s co r es  th n ec ess ity   f o r   f u tu r s tu d ies  to   i n co r p o r ate  th tem p o r al  v ar iat io n   o f   alb ed o   ( e . g . ,   r esu ltin g   f r o m   s ea s o n al  ch an g es,  d u s ac cu m u latio n ,   o r   g r o u n d   co v er )   to   im p r o v f o r ec ast  ac cu r ac y   an d   s y s tem   o p tim izatio n   in   r ea l o p er atin g   s ettin g s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ah m ed   Dau d   M o s h ee r                                   Ah m ed   H .   Du h is                                         Hu s s ain   A .   Ham m as                                   C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA  AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   co n f ir m   t h at  th d ata  s u p p o r tin g   th e   f in d i n g s   o f   t h is   s tu d y   ar e   av ailab le  with in   th ar ticle .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   H .   S .   M a j d i ,   M .   E l mn i f i ,   A .   R .   A b d u l l a h ,   A .   S .   E l t a w a t i ,   a n d   L.   J.   H a b e e b ,   E v a l u a t i o n   o f   b i f a c i a l   s o l a r   e n e r g y   p e r f o r m a n c e   o f   a   c e l l   w i t h   a   d u a l - a x e t r a c k e r ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   H e a t   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   4 0 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 9 9 1 3 0 4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 8 2 8 0 / i j h t . 4 0 0 5 2 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.