PVGIS24 آلة حاسبة

ما هو أفضل محاكي للإشعاع الشمسي؟

solar_pannel

يمثل الإشعاع الشمسي العامل المحدد في أداء التثبيت الكهروضوئي. لتحسين يعد مشروعك الشمسي ، باستخدام أداة محاكاة الإشعاع الشمسية الموثوقة ضرورية على وجه التحديد تحليل ظروف التعرض لسقفك. تستكشف هذه المقالة خصائص الطاقة الشمسية الفعالة محاكاة الإشعاع ويرشدك نحو أفضل الحلول المتاحة.

ما هو محاكاة الإشعاع الشمسي للألواح الشمسية؟

يعد محاكاة الإشعاع الشمسي للألواح الشمسية أداة متخصصة تحلل شروط التعرض للطاقة الشمسية في موقع معين لتقدير إمكانات الإنتاج الكهروضوئية. تجمع هذه الأداة بين التاريخية بيانات الأرصاد الجوية والمعلومات الجغرافية وخوارزميات الحساب للتنبؤ بالإشعاع الشمسي استلمتها لوحاتك المستقبلية.

الهدف الأساسي لمثل هذا المحاكاة هو توفير تقديرات دقيقة للإشعاع الشمسي بناءً على معلمات مختلفة: الاتجاه ، الميل ، الوقت من العام ، والعقبات المحيطة. يتيح هذا التحليل تحسين وضع التثبيت الكهروضوئي والتكوين.

يجب على محاكاة الإشعاع الشمسي الفعال أيضًا دمج الاختلافات الموسمية ، والظروف المناخية المحلية ، والخصائص الجغرافية لكل منطقة لتوفير نتائج عملية وموثوقة.

لماذا تستخدم محاكاة الإشعاع الشمسي قبل التثبيت؟

تحسين الاتجاه والإمالة
يتيح استخدام أداة محاكاة الإشعاع الشمسي تحديد التوجه الأمثل وزوايا الميل لزيادة التقاط الطاقة الشمسية. في معظم المواقع ، يكون الاتجاه المواجه للجنوب مع ميل 30-35 درجة مثالية بشكل عام ، ولكن يمكن أن تكون الاختلافات مفيدة اعتمادًا على قيود الموقع والبناء.

يتيح جهاز المحاكاة اختبار التكوينات المختلفة وقياس تأثير كل معلمة على إنتاج الطاقة. يساعد هذا التحليل المقارن في اتخاذ قرارات مستنيرة حول تصميم التثبيت.
تقييم تأثير التظليل
يشكل التظليل أحد العوامل الأكثر أهمية التي تؤثر على الإشعاع الشمسي. يقوم جهاز محاكي متقدم بتحليل البيئات القريبة والبعيدة لتحديد مصادر التظليل المحتملة: الأشجار والمباني وميزات التضاريس والمداخن.

يساعد هذا التحليل في توقع تخفيضات الإنتاج وتصميم التثبيت التكيف لتقليل تأثير التظليل.
حجم التثبيت الدقيق
من خلال توفير بيانات دقيقة عن الإشعاع الشمسي المتاح ، يتيح المحاكاة تحجيم التثبيت الصحيح وفقًا لاحتياجات الطاقة وأهداف الإنتاج. هذا النهج يتجنب الحجم المفرط في الحجم أو نقص الحجم المخيّب للآمال.

معايير لمحاكاة الإشعاع الشمسي ممتاز

جودة ودقة بيانات الأرصاد الجوية
تعتمد موثوقية محاكاة الإشعاع الشمسي في المقام الأول على جودة بيانات الأرصاد الجوية. تستخدم أفضل الأدوات قواعد البيانات التي تغطي عدة عقود ، يتم الحصول عليها من محطات الطقس الرسمية وبيانات الأقمار الصناعية عالية الدقة.

يجب أن تتضمن هذه البيانات التشعيع الشمسي المباشر والمنتشر ، ودرجات الحرارة ، والغطاء السحابي ، وجميع المعلمات المناخية التي تؤثر على التعرض للطاقة الشمسية. الحبيبات الجغرافية هي أيضا أمر بالغ الأهمية لالتقاط الاختلافات المحلية.
التحليل الجغرافي التفصيلي
يدمج جهاز محاكاة عالي الأداء بيانات طبوغرافية دقيقة لتحليل تأثير التضاريس على الإشعاع الشمسي. تؤثر الارتفاع والتعرض للرياح والقرب من المسطحات المائية على ظروف الإشعاع المحلية.

يجب أن تقوم الأداة أيضًا بتحليل البيئة المباشرة باستخدام صور الأقمار الصناعية عالية الدقة لتحديد العقبات ومصادر التظليل.
واجهة المستخدم البديهية
يجب ألا يترجم تعقيد حسابات الإشعاع إلى واجهة معقدة. تقدم أفضل أجهزة المحاكاة مقاربة موجهة مع تصورات واضحة وتفسيرات تعليمية.

يجب أن تتيح الواجهة تعديلًا سهلاً للمعلمات (الاتجاه ، الميل ، نوع اللوحة) والتصور الفوري للتأثير على الإشعاع والإنتاج المقدر.
دقة خوارزميات الحساب
يجب أن تدمج خوارزميات الحساب أحدث التطورات العلمية في النمذجة الشمسية. وهذا يشمل نماذج النقل ، وحسابات الزاوية الشمسية ، والتصحيحات الجوية.

تعتبر دقة حساب التظليل مهمة بشكل خاص ، حتى أن التظليل الجزئي يمكن أن يقلل بشكل كبير من إنتاج التثبيت الكهروضوئي.

PVGIS: محاكاة الإشعاع الشمسي المرجعي

PVGIS 5.3: الدقة العلمية المجانية
PVGIS 5.3 يقف كأداة محاكاة الإشعاع الشمسية المرجعية في أوروبا. تم تطوير هذه الأداة من قبل منظمات البحوث الأوروبية ، وتستفيد من قواعد بيانات الأرصاد الجوية الاستثنائية وخوارزميات الحساب الدقيقة بشكل خاص.

تستخدم الأداة بيانات التشعيع الشمسي التي تغطي جميع أوروبا بدقة جغرافية دقيقة. إنه يدمج الاختلافات الطبوغرافية ، والظروف المناخية المحلية ، وخصائص كل منطقة لتوفير تقديرات دقيقة للإشعاع بشكل ملحوظ.

PVGIS 5.3 يمكّن تحليل الإشعاع عبر اتجاهات وممالة مختلفة ، وتصور الاختلافات الموسمية ، والوصول إلى البيانات بالساعة لتحليل التعرض الشمسي المفصل.
PVGIS24: التطور الحديث مع الميزات المتقدمة
PVGIS24 يمثل التطور الحديث لمحاكاة الإشعاع الشمسي مع واجهة المستخدم المعاد تصميمها والوظائف المتقدمة. يمكن الوصول إليها مباشرة من الصفحة الرئيسية ، هذا PVGIS24 حاسبة شمسية يجمع بين تحليل الإشعاع ومحاكاة الإنتاج في أداة متكاملة.

النسخة المجانية من PVGIS24 يسمح بتحليل الإشعاع في قسم السقف وتصدير النتائج بتنسيق PDF. يتضمن هذا الإصدار أيضًا الوصول المباشر إلى PVGIS 5.3 للمستخدمين الذين يريدون بيانات الإشعاع الخام.
الميزات المتقدمة لتحليل الإشعاع
إصدارات متقدمة من PVGIS24 تقديم وظائف متطورة لتحليل الإشعاع الشمسي:
  • تحليل متعدد القسم: تقييم الإشعاع على ما يصل إلى 4 أقسام سقف مع مختلف التوجهات
  • حساب تظليل مفصل: تحليل دقيق لتأثير العقبة على الإشعاع الشمسي
  • بيانات كل ساعة: الوصول إلى ملفات تعريف الإشعاع لمدة ساعة على حدة
  • المقارنات الزمنية: تحليل اختلافات الإشعاع على مدار عدة سنوات
هذه الميزات مفيدة بشكل خاص للمشاريع المعقدة التي تتطلب تحليلًا مفصلاً للإشعاع.

منهجية تحليل الإشعاع الشمسي

الخطوة 1: موقع دقيق
ابدأ بتحديد موقع مشروعك بدقة. العنوان الدقيق مهم لأن الإشعاع الشمسي يمكن أن يختلف اختلافًا كبيرًا حتى على مسافات قصيرة ، وخاصة في المناطق الجبلية أو الساحلية.

استخدم أدوات تحديد الموقع الجغرافي المتكاملة للمحاكاة لضمان دقة التنسيق الجغرافي.
الخطوة 2: توصيف السطح
حدد بدقة خصائص سطح التثبيت: الاتجاه (السمت) ، الميل ، ومساحة السطح المتاحة. تؤثر هذه المعلمات بشكل مباشر على الإشعاع الذي تلقاه اللوحات.

إذا كان لسقفك توجهات متعددة ، فقم بتحليل كل قسم بشكل منفصل لتحسين التثبيت الكلي.
الخطوة 3: تحليل البيئة
حدد جميع العقبات التي يمكن أن تخلق التظليل: الأشجار والمباني المجاورة والمداخن والهوائيات. التحليل البيئي أمر بالغ الأهمية لأن التظليل يمكن أن يقلل بشكل كبير من الإشعاع الفعال.

استخدم وظائف تحليل التظليل لمحاكاة لقياس تأثير كل عقبة على الإشعاع الشمسي السنوي.
الخطوة 4: تحسين التكوين
اختبار تكوينات مختلفة (الاتجاه ، الميل) لتحديد واحد تعظيم الإشعاع الشمسي المتاح. يسمح المحاكاة بالمقارنة السهلة لسيناريوهات متعددة.

النظر في القيود التقنية والجمالية للعثور على أفضل حل وسط بين الإشعاع الأمثل والجدوى العملية.

تفسير نتائج الإشعاع الشمسي

فهم التشعيع الشمسي
يتم التعبير عن التشعيع الشمسي في KWH/M²/Year ويمثل كمية الطاقة الشمسية المستلمة لكل متر مربع سنويًا. تتراوح القيم من 1100 كيلو واط/متر مربع/سنة في المناطق الشمالية إلى أكثر من 1400 كيلو واط/متر مربع في المناطق الجنوبية.

يوفر محاكاة الإشعاع الشمسي هذه البيانات وفقًا للتوجه والإمالة المختارة ، مما يتيح تقييم الإمكانات الشمسية للتثبيت.
تحليل الاختلافات الموسمية
الإشعاع الشمسي يختلف اختلافا كبيرا بحلول الموسم. في فصل الشتاء ، يمكن أن يكون التشعيع أقل من 5 مرات من الصيف. يجب مراعاة هذا الاختلاف لتغيير حجم التثبيت الصحيح وتوقع تباين الإنتاج.

يوفر جهاز المحاكاة تحليلًا شهريًا لتمكين البيانات لهذه الاختلافات وتحسين استراتيجية الطاقة.
تقييم تأثير التظليل
يقلل التظليل من الإشعاع الشمسي الفعال ويمكن أن يؤثر على الإنتاج بنسبة 5 ٪ إلى 50 ٪ اعتمادًا على الشدة. يحدد المحاكاة هذا التأثير ويحدد الفترات الأكثر تضررا.

يساعد هذا التحليل في اتخاذ قرار بشأن الحلول الفنية (المحسّنات ، أو التعديلات الدقيقة) أو تعديلات التصميم لتقليل تأثير التظليل.

تحسين الإشعاع الشمسي للألواح الشمسية

اختيار التوجه الأمثل
في حين أن اتجاه المواجهة الجنوبية هو الأمثل عمومًا ، إلا أن بعض المواقف قد تستفيد من اتجاهات الإزاحة قليلاً. يحدد محاكاة الإشعاع الشمسي تأثير هذه الاختلافات.

بالنسبة للمنشآت المخصصة للاستهلاك الذاتي ، قد يكون التوجه الجنوبي الشرقي أو الجنوبي الغربي هو الأفضل إذا كان أفضل مطابقة لمحات الاستهلاك.
التكيف مع الميل المتاح
يختلف الميل الأمثل عن طريق خط العرض والاستخدام المقصود. يسمح المحاكاة باختبار الإمانات المختلفة وتحديد واحد إلى تعظيم الإشعاع لموقفك المحدد.
إدارة القيود المعمارية
غالبًا ما تحد قيود البناء في الاتجاه وخيارات الميل. يساعد جهاز المحاكاة في تقييم تأثير هذه القيود على الإشعاع الشمسي وتحديد أفضل حلول التسوية.

حالات استخدام محاكي الإشعاع الشمسي المتقدم

مشاريع السقف المعقدة
بالنسبة للمباني ذات الأسطح المتعددة أو التوجهات المتنوعة ، يسمح جهاز محاكاة متقدم بتحليل مستقل لكل قسم. يعمل هذا النهج على تحسين التثبيت الكلي مع مراعاة خصائص كل منطقة.

ال خطط قسط ومحترف وخبراء PVGIS24 تقديم وظائف تحليل متعدد القسائم مع ما يصل إلى 4 اتجاهات مختلفة.
المنشآت الأرضية
توفر عمليات التثبيت الأرضية مزيدًا من المرونة للتوجه والإمالة. يساعد محاكاة الإشعاع الشمسي في تحديد التكوين الأمثل مع مراعاة القيود التضاريس والبيئية.
المشاريع الزراعية
يتطلب Agrivoltaics تحليلًا مفصلاً للإشعاع لتحسين إنتاج الطاقة مع الحفاظ على الظروف الزراعية. يتيح المحاكاة تقييم تكوينات اللوحة المختلفة.

القيود والتحليل التكميلي

دقة محاكاة
توفر أجهزة محاكاة الإشعاع الشمسي دقة ممتازة (90-95 ٪) للظروف القياسية ، ولكن قد تتطلب مواقف معينة معينة تحليلًا تكميليًا في الموقع.
التطور البيئي
يمكن أن تتطور البيئة بمرور الوقت (نمو الأشجار ، بناء جديد). من المهم النظر في هذه التطورات المحتملة أثناء تحليل الإشعاع.
التحقق من صحة الميدان
بالنسبة للمشاريع المهمة ، لا يوصى بالتحقق من الصحة الميدانية لتحليل الإشعاع من قبل محترف مؤهل.

التطور التكنولوجي للمحاكاة

تكامل الذكاء الاصطناعي
ستقوم أجهزة المحاكاة المستقبلية بدمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين تنبؤات الإشعاع من خلال تحليل بيانات الأداء من عمليات التثبيت الحقيقية.
بيانات الأقمار الصناعية عالية الدقة
يتيح التحسين المستمر لبيانات الأقمار الصناعية التحليل الدقيق للبيئة وظروف الإشعاع المحلية.
النمذجة ثلاثية الأبعاد المتقدمة
تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد متطورة يحسن تحليل التظليل والتنبؤ بالإشعاع على الأشكال الهندسية المعقدة.

خاتمة

يعد اختيار أداة محاكاة الإشعاع الشمسي عالية الأداء أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الكهروضوئي الخاص بك مشروع. PVGIS 5.3 و PVGIS24 تأسيس أنفسهم كمراجع السوق من خلال الدقة العلمية وقواعد البيانات الاستثنائية والوظائف المتقدمة.

النسخة المجانية من PVGIS 5.3 مثالي لتحليل الإشعاع الأولي ، بينما PVGIS24 يوفر وظائف حديثة وخيارات تصدير لتلبية احتياجات أكثر تقدمًا. بالنسبة للمشاريع المعقدة أو المهنية ، توفر الخطط المدفوعة أدوات تحليل متطورة متعددة القسم وحساب تظليل مفصل.

النقطة الأساسية هي اختيار أداة تعتمد على بيانات الأرصاد الجوية الموثوقة ، وتقديم واجهة بديهية ، وتوفير مستوى التفاصيل المكيف مع مشروعك. يشكل تحليل الإشعاع الدقيق أساس كل مشروع شمسي ناجح ومربح.

الأسئلة الشائعة - الأسئلة المتداولة

  • س: ما هو الفرق بين التشعيع المباشر والانتشار في محاكاة الإشعاع الشمسي؟
    ج: يأتي التشعيع المباشر مباشرة من الشمس ، في حين ينعكس التشعيع المنتشر في الغلاف الجوي والغيوم. يقوم جهاز محاكاة جيد بتحليل كلا المكونين لتقدير الدقة الإشعاعية الدقيقة.
  • س: كيف تمثل جهاز محاكاة الإشعاع الشمسي الاختلافات المناخية؟
    ج: محاكاة استخدم بيانات الأرصاد الجوية التاريخية التي تمتد من 10 إلى 30 عامًا لدمج الاختلافات المناخية الطبيعية و توفير تقديرات متوسطية للاعتداء.
  • س: هل يمكن تحليل الإشعاع لأنواع مختلفة من الألواح الشمسية؟
    ج: نعم ، محاكاة السماح باختيار التقنيات المختلفة (أحادي البلورة ، متعدد الكريستالات ، ثنائية الجهد) وضبط الحسابات وفقا لخصائص كل لوحة.
  • س: ما هي الدقة التي يمكن توقعها من محاكاة الإشعاع الشمسي؟
    ج: جودة أجهزة المحاكاة مثل PVGIS تقديم دقة 90-95 ٪ لتقدير التشعيع الشمسي ، وهو إلى حد كبير يكفي لتخطيط التثبيت الكهروضوئية.
  • س: كيفية تحليل الإشعاع على السقف بتوجهات متعددة؟
    ج: متقدم تسمح أجهزة المحاكاة بتحليل منفصل لكل قسم سقف مع اتجاهه المحدد ، ثم الجمع نتائج للتحليل العالمي الأمثل.
  • س: هل تمثل أجهزة المحاكاة تطور الإشعاع مع تغير المناخ؟
    ج: حاضِر تستخدم أجهزة المحاكاة البيانات التاريخية ولا تدمج بشكل مباشر توقعات المناخ المستقبلية. يوصى به لتشمل هامش السلامة في التوقعات.
  • س: هل يجب إعادة تحليل تحليل الإشعاع إذا تغيرت البيئة؟
    ج: نعم ، إنه من المستحسن إعادة التحليل في حالة حدوث تغييرات كبيرة (البناء الجديد ، نمو الأشجار ، السقف التعديلات) لأنها يمكن أن تؤثر على الإشعاع الشمسي.
  • س: كيفية التحقق من صحة نتائج محاكاة الإشعاع الشمسي؟
    ج: قارن النتائج من متعددة الأدوات ، والتحقق من الاتساق مع منشآت مماثلة في منطقتك ، واستشر محترفًا مشاريع مهمة أو معقدة.