Nominale krag en standaard toetstoestande (STC)
Die werkverrigting van 'n fotovoltaïese module word oor die algemeen gemeet onder Standaardtoetstoestande (STC), gedefinieer deur die IEC 60904-1-standaard:
- Bestraling van 1000 W/m² (optimale sonlig)
- Module temperatuur by 25°C
- Gestandaardiseerde ligspektrum (IEC 60904-3)
Tweevlakmodules, wat lig aan beide kante vasvang, kan produksie verbeter deur grondrefleksie (albedo). PVGIS modelleer nog nie hierdie modules nie, maar een benadering is om BNPI (Bifacial Nameplate Irradiance) te gebruik, gedefinieer as: P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0.135), waar φ die bifasialiteitsfaktor is.
Beperkings van bifacial modules: Ongeskik vir gebou-geïntegreerde installasies waar die agterkant van die module versper is. Veranderlike prestasie afhangende van die oriëntasie (bv. Noord-Suid-as met Oos-Wes gerig).
Skatting van die werklike krag van PV-modules
Die werklike bedryfstoestande van FV-panele verskil van standaard (STC) toestande, wat die uitsetkrag beïnvloed. PVGIS.COM pas verskeie regstellings toe om hierdie veranderlikes in te sluit.
1. Weerkaatsing en invalshoek van lig
Wanneer lig 'n FV-module tref, word 'n gedeelte weerkaats sonder dat dit in elektrisiteit omgeskakel word. Hoe skerper die invalshoek, hoe groter is die verlies.
- Impak op produksie: Hierdie effek veroorsaak gemiddeld 'n verlies van 2 tot 4%, verminder vir sonkragopsporingstelsels.
2. Effek van die sonspektrum op PV-doeltreffendheid
Sonpanele is sensitief vir sekere golflengtes van die ligspektrum, wat verskil volgens FV-tegnologie:
- Kristallyne silikon (c-Si): Sensitief vir infrarooi en sigbare lig
- CdTe, CIGS, a-Si: Verskillende sensitiwiteit, met 'n verminderde reaksie in die infrarooi
Faktore wat die spektrum beïnvloed: Oggend- en aandlig is rooier.
Bewolkte dae verhoog die proporsie blou lig. Die spektrale effek beïnvloed PV-krag direk. PVGIS.COM gebruik satellietdata om hierdie variasies aan te pas en integreer hierdie regstellings in sy berekeninge.
Afhanklikheid van PV-krag op bestraling en temperatuur
Temperatuur en doeltreffendheid
Die doeltreffendheid van PV-panele neem af met moduletemperatuur, afhangende van die tegnologie:
By hoë bestraling (>1000 W/m²), module temperatuur styg: Verlies aan doeltreffendheid
By lae bestraling (<400 W/m²), doeltreffendheid wissel volgens die tipe PV-sel
Modelleer in PVGIS.COM
PVGIS.COM pas PV-krag aan gebaseer op bestraling (G) en moduletemperatuur (Tm) deur 'n wiskundige model te gebruik (Huld et al., 2011):
P = (G/1000) * A * eff(G, Tm)
Die koëffisiënte spesifiek vir elke FV-tegnologie (c-Si, CdTe, CIGS) word van eksperimentele metings afgelei en toegepas op PVGIS.COM simulasies.
Modellering van die temperatuur van PV-modules
- Faktore wat die moduletemperatuur (Tm) beïnvloed
- Omringende lugtemperatuur (Ta)
- Sonbestraling (G)
- Ventilasie (W) – Sterk wind verkoel die module
-
Temperatuur model in PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
Die koëffisiënte U0 en U1 verskil volgens die tipe installasie:
| PV Tegnologie | Installasie | U0 (W/°C-m²) | U1 (Ws/°C-m³) |
|---|---|---|---|
| c-Si | Vrystaande | 26.9 | 26.9 |
| c-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| SIGS | Vrystaande | 22.64 | 22.64 |
| SIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CdTe | Vrystaande | 23.37 | 23.37 |
| CdTe | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Stelselverliese en veroudering van PV-modules
Al die vorige berekeninge verskaf die krag op modulevlak, maar ander verliese moet in ag geneem word:
- Omskakelingsverliese (omskakelaar)
- Bedrading verliese
- Verskille in krag tussen modules
- Veroudering van die PV-panele
Volgens die studie deur Jordan & Kurtz (2013), verloor FV-panele gemiddeld 0,5% van krag per jaar. Na 20 jaar word hul krag verminder tot 90% van hul aanvanklike waarde.
- PVGIS.COM beveel aan om 'n aanvanklike stelselverlies van 3% vir die eerste jaar in te voer om rekening te hou met stelselagteruitgang, dan 0,5% per jaar.
Ander faktore wat nie in ag geneem word nie PVGIS
Sommige effekte beïnvloed PV-produksie, maar word nie ingesluit nie PVGIS:
- Sneeu op die panele: Verminder produksie drasties. Hang af van die frekwensie en duur van sneeuval.
- Ophoping van stof en vuil: Verminder PV-krag, afhangende van skoonmaak en neerslag.
- Gedeeltelike skadu: Het 'n sterk impak as 'n module ingekleur is. Hierdie effek moet tydens PV installasie bestuur word.
Gevolgtrekking
Danksy vooruitgang in fotovoltaïese modellering en satellietdata, PVGIS.COM maak voorsiening vir presiese skatting van die uitsetkrag van FV-modules deur omgewings- en tegnologiese effekte in ag te neem.
Hoekom gebruik PVGIS.COM?
Gevorderde modellering van bestraling en module temperatuur
Korreksies gebaseer op klimaat- en spektrale data
Betroubare skatting van stelselverliese en paneelveroudering
Optimalisering van sonkragproduksie vir elke streek