مقارنة التكوينات الكهروضوئية المختلفة مع PVGIS: فن التحسين الشمسي

عندما بدأت في تصميم المنشآت الكهروضوئية منذ حوالي خمسة عشر عامًا ، كانت مقارنة التكوينات المختلفة مسألة الحدس تقريبًا. اعتمدنا على القواعد التجريبية والحسابات الخشنة والخبرة الميدانية الواسعة. وصول PVGIS حول هذا النهج الحرفي إلى العلم الدقيق ، مما يتيح لنا استكشاف العشرات من التكوينات قبل تثبيت اللوحة الأولى. لم تحسن هذه الثورة المنهجية أداء النظام فحسب ، بل زادت أيضًا بشكل كبير من ثقة العملاء في توصياتنا.

فن المقارنة الشمسية: لماذا هو ضروري

قبل الغوص في PVGISالتفاصيل الفنية ، دعنا نتوقف لحظة لفهم سبب مقارنة التكوينات المختلفة أمر أساسي لأي مشروع من السلطات الكهروضوئية.

ما وراء المواجهة جنوبًا: أسطورة تكوين واحد

"كل ما تحتاجه هو مواجهة الألواح المستحقة جنوبًا مع ميل 30 درجة" - هذه المناقشات التي تهيمن عليها الطاقة الشمسية التي تهيمن عليها الطويل. الحقيقة أكثر دقة بكثير ، كما اكتشفت خلال مشروع سكني بالقرب من ليون.

كان صاحب المنزل ، بيير ، مقتنعًا بأن سقفه الشرق إلى الغرب كان غير مناسب للألعاب الضوئية. قال لي في اجتماعنا الأول: "ربما انتظر حتى أتمكن من إعادة السقف". باستخدام PVGIS لمقارنة التكوينات المختلفة ، أثبتت أن التثبيت المقسم عبر منحدرات السقف سيؤدي إلى أقل فقط 12 ٪ من مجموعة افتراضية مواجهة للجنوب ، مع تقديم توزيع إنتاج أكثر توازناً على مدار اليوم-ميزة كبيرة لملفه الاستهلاك الذاتي.

"ما بدا وكأنه عيب تحول إلى فرصة" ، أخبرني بيير بعد ستة أشهر من التثبيت ، سعداء برؤية ناتجه الشمسي يتماشى تمامًا مع احتياجاته في الصباح والمساء.

المعادلة المعقدة لتحسين الطاقة الشمسية

يعتمد أداء التثبيت الضوئي على العديد من العوامل المترابطة:

• اتجاه الوحدة النمطية والإمالة
• تقنية اللوحة المستخدمة
• تكوين التثبيت (مثبت على السقف ، BIPV ، مثبت على الأرض)
• ظروف المناخ المحلية
• قيود التظليل القريبة والبعيدة
• ملف تعريف استهلاك الطاقة
• اعتبارات اقتصادية وجمالية

يمكن ضبط كل من هذه المعلمات ، مما يخلق عددًا لا حصر له من المجموعات الممكنة. بدون أداة مثل PVGIS، استكشاف هذه الخيارات بشكل منهجي سيكون مستحيلًا تقريبًا.

كما يوضح صوسيا ، مهندس شمسي في برشلونة: "قبل PVGIS، يمكننا فقط استكشاف تكوينتين أو ثلاثة بسبب قيود الوقت والأدوات. اليوم ، يمكننا بسهولة مقارنة عشرات وتحديد القيمة التي تزيد حقًا من قيمة المشروع للعميل. "

PVGIS كمختبر افتراضي: منهجية المقارنة

PVGIS يحوّل جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى مختبر تجريبي حقيقي ، مما يتيح لك اختبار فرضيات مختلفة دون مغادرة مكتبك.

إنشاء تكوين مرجعي

تتمثل الخطوة الأولى في المقارنة الفعالة في إنشاء تكوين مرجعي يتم قياس جميع الآخرين. بالنسبة لمشروع تجاري في ألمانيا ، بدأت بنمذجة الحل "الكلاسيكي": مواجهة جنوب ، 35 درجة ، وحدات السيليكون البلورية القياسية.

كانت هذه المرجع بمثابة نقطة تحكم لتقييم البدائل. يوضح توماس ، باحث في الطاقة المتجددة: "إنه مثل إعداد تحكم في تجربة علمية". "بدون هذه المرجع الشائع ، تفقد المقارنات أهمية."

PVGIS يجعل هذا النهج سهلاً من خلال السماح لك بحفظ المعلمات المرجعية الخاصة بك ثم تعديلها واحدًا تلو الآخر لقياس التأثير المحدد لكل متغير.

عزل المتغيرات لتحليل ذي معنى

مفتاح المقارنة الفعالة هو تغيير معلمة واحدة فقط في وقت واحد. في مشروع Agrivoltaic في جنوب إسبانيا ، استكشفنا بشكل منهجي تأثير ارتفاعات التثبيت المختلفة على إخراج الطاقة مع الحفاظ على جميع المعلمات الأخرى ثابتة.

سمح لنا هذا النهج بتحديد الارتفاع الأمثل البالغ 4.2 متر يعزز كل من الإنتاج الكهربائي والعائد الزراعي أسفل الألواح. يتذكر خوان ، الخبير الزراعي في المشروع: "بدون هذا التحليل الباريبي الصارم ، ربما كنا نختار 3 أمتار قياسية ، ونضحي بنسبة حوالي 7 ٪ من الإنتاج السنوي".

PVGIS24 يسهل هذه الطريقة بشكل خاص مع ميزة المقارنة جنبًا إلى جنب ، مما يتيح التصور المتزامن لنتائج التكوينات المختلفة.

تصور الاختلافات الموسمية

واحد من PVGISإن نقاط القوة الرئيسية في التحليل المقارن هي قدرتها على إظهار اتجاهات الإنتاج على مدار العام. غالبًا ما يكشف هذا البعد الزمني عن الفروق الدقيقة غير المرئية في المجاميع السنوية البسيطة.

بالنسبة للمنزل الثانوي في بروفانس ، الذي كان يشغله بشكل أساسي في الصيف ، قارنا تكوينين: أحدهما محسّن لإجمالي الإنتاج السنوي ، والآخر لإخراج الصيف الذروة. كان الاختلاف في العائد السنوي ضئيلًا (3 ٪) ، لكن التكوين "الصيفي" أدى إلى زيادة قدرها 14 ٪ من الكهرباء خلال أشهر الإشغال ، مما يعزز بشكل كبير من الاستهلاك الذاتي وربحية المشروع.

"الشهري PVGIS يقول صاحب المنزل ، كلير: "كانت الرسوم البيانية حاسمة لقراري.

دراسات الحالة: عندما تكشف المقارنة ما هو غير متوقع

المقارنات التي تمت مع PVGIS في بعض الأحيان تسفر عن نتائج مفاجئة تتحدى الافتراضات وفتح وجهات نظر جديدة.

قضية البناء الحضرية في برشلونة

شمل مشروع لا يُنسى بشكل خاص مبنى سكني في وسط برشلونة. قدمت شرفة السطح مساحة محدودة ، وكنا بحاجة إلى تحديد التكوين الأمثل لتشغيل المناطق المشتركة.

قارنا ثلاثة طرق مع PVGIS:

1 • مائلات مائلة عند 35 درجة تواجه الجنوب (التكوين "الكلاسيكي")

2 • لوحات مسطحة على التراس (0 درجة)

3 • نظام الشرق والغرب مع لوحات مائلة 10 ° متتالية

جاءت المفاجأة من الخيار الثالث ، ونادراً ما تم النظر فيها في ذلك الوقت. على الرغم من أنها أنتجت طاقة أقل بنسبة 8 ٪ سنويًا من الإعداد الكلاسيكي ، إلا أنها سمحت بنسبة 70 ٪ من السعة المثبتة على نفس البصمة ، مما أدى إلى ارتفاع إجمالي كبير. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإنتاج اليومي الأكثر توازنا يطابق احتياجات المبنى تمامًا.

"لقد غيرت هذه المقارنة نهجنا تمامًا للمنشآت الحضرية" ، يعترف ميغيل ، مهندس المشروع. "بدون PVGIS، لن نفكر بجدية في هذا التكوين ، والذي أصبح منذ ذلك الحين معيارنا لتراسات السطح. "

لغز شاليه جبال الألب

شملت حالة رائعة أخرى شاليه معزول في جبال الألب السويسرية ، وتستخدم بشكل رئيسي في فصل الشتاء كتراجع للتزلج. أراد المالك زيادة استقلالية الطاقة خلال الفترة الحرجة للطلب المرتفع للتدفئة ولكن أشعة الشمس المنخفضة.

استخدمنا PVGIS لمقارنة التكوينات المختلفة بشكل جذري:

1 • نظام السقف القياسي (35 درجة جنوبًا)

2 • لوحات رأسية تقريبًا (70 درجة جنوبًا)

3 • لوحات رأسية على الواجهة الجنوبية

4 • مزيج من لوحات السقف والواجهة

لقد ارتفعت النتائج توقعاتنا: تكوين الواجهة الرأسية ، الذي يعتبر عادةً دون المستوى الأمثل ، قد أنتج طاقة أكثر 2.8 مرة في ديسمبر ويناير من التثبيت القياسي. كان هذا الاختلاف الدراماتيكي بسبب انعكاس الثلوج وزاوية الإصابة بأشعة الشمس الشتوية المنخفضة.

"PVGIS يوضح هانز ، وهو مثبت متخصص في المناطق الجبلية: "الآن نوصي بشكل منهجي بتركيبات مختلطة على السقف-المُثبّت ، المدعومة من بيانات الخرسانة لتبرير هذا النهج غير التقليدي" ، سمح لنا بدقة تحديد ما اقترحه التجربة المحلية ".

معضلة تتبع الطاقة الشمسية في البرتغال

بالنسبة لمشروع زراعي في منطقة Alentejo في البرتغال ، كان السؤال هو ما إذا كان يجب الاستثمار في أجهزة التتبع الشمسية بدلاً من التثبيت الثابت. اقترح الحدس زيادة كبيرة ، ولكن التكلفة الإضافية كانت كبيرة.

استخدام PVGIS، قارنا على وجه التحديد:

1 • تثبيت ثابت محسن (يواجه الجنوب ، 30 درجة)

2 • تعقب المحور الواحد (الشرق والغرب)

3 • تعقب المحور المزدوج (كامل)

كشفت المحاكاة أن متتبع المحور الواحد عرض زيادة إنتاج بنسبة 27 ٪ على النظام الثابت ، في حين أضاف المحور المزدوج 4 ٪ فقط. هذا التحليل الدقيق يبرر الاستثمار في نظام المحور الواحد مع استبعاد خيار المحور المزدوج الأكثر تعقيدًا.

يعترف أنطونيو ، صاحب المزرعة: "بدون هذه المقارنة التفصيلية ، ربما اخترنا أبسط الحلول حذرًا أو الأكثر تعقيدًا من الثقة التكنولوجية". "PVGIS ساعدنا في العثور على التوازن الصحيح بين الاستثمار والأداء. "

تقنيات المقارنة المتقدمة مع PVGIS

ما وراء المقارنات الأساسية ، PVGIS يوفر ميزات متقدمة تقوم بتحليل مقارن بشكل كبير.

دمج الجوانب الاقتصادية في المقارنة

PVGIS24 يتيح لك تضمين المعلمات الاقتصادية في التحليل المقارن ، وتحويل ساعة كيلووات إلى اليورو أو الدولارات-وهي لغة غالبًا ما تكون أكثر إقناعًا لصانعي القرار.

بالنسبة للمشروع الصناعي في إيطاليا ، قمنا بمقارنة تقنيات الوحدات النمطية المختلفة (القياسية ، عالية الكفاءة ، ثنائية الجهد) ، ليس فقط من حيث الإنتاج ولكن أيضًا على الاستثمار. على الرغم من أن الوحدات النمطية الثنائية تكلف 15 ٪ أكثر ، PVGIS أظهرت المحاكاة أنهم قاموا بتقصير فترة الاسترداد بمقدار 8 أشهر بفضل إنتاجهم المتفوق.

"ال PVGISيقول جوليا ، مدير العمليات: "إن رؤية مخططات مقارنة التدفق النقدي المولدة حاسمة في إقناع مجلس الإدارة.

مقارنة الأداء في العالم الحقيقي

قيمة خاصة PVGIS الميزة هي قدرتها على دمج بيانات الطقس التفصيلية في مقارنات ، بما في ذلك درجة الحرارة والغطاء السحابي والعوامل الأخرى التي تؤثر على الأداء.

بالنسبة لمشروع في المغرب ، قمنا بمقارنة تقنيات الوحدات النمطية المختلفة على وجه التحديد فيما يتعلق بسلوكها في الحرارة الشديدة. كشفت المحاكاة أن بعض الوحدات فقدت ما يصل إلى 22 ٪ من كفاءتها النظرية في الأيام الأكثر سخونة ، في حين أن أخرى مصممة للمناخات الساخنة حدت من تلك الخسارة إلى 14 ٪.

"إن المقارنة بين الشروط الحقيقية هذه وفرت لنا خطأ مكلفًا" ، يؤكد راشيد ، مطور المشروع. "أثبتت الوحدات التي بدت أفضل على الورق أنه أقل ملاءمة لمناخنا المحدد."

تحليل تأثير التظليل في التكوينات المختلفة

غالبًا ما يكون التظليل هو كعب أخيل للمنشآت الضوئية. PVGIS يتيح لك مقارنة الاستراتيجيات المختلفة لتقليل تأثيرها.

لمشروع سكني تحيط به الأشجار في ألمانيا ، استخدمنا PVGIS لمقارنة ثلاثة أساليب:

1 • النظام القياسي مع العاكس المركزي

2 • مُحسّنات الطاقة في كل لوحة

3 • microinverters

أظهرت المحاكاة أنه في هذا السيناريو المحدد الجزئي ، سيؤدي محلول MicroInverter إلى إنتاج قدر أكبر بنسبة 18 ٪ من الكهرباء على مدى 25 عامًا ، مما يبرر بسهولة تكلفته الأولية.

يوضح ماركوس ، صاحب المنزل: "ما أقنعني هو رؤية فرق الإنتاج لمدة شهر على حدة". "خلال أشهر الشتاء ، عندما تكون الشمس منخفضة والظلال طويلة ، بلغت الفجوة 27 ٪ - بالضبط عندما أحتاج إلى الكهرباء أكثر."

نصائح عملية للمقارنات الفعالة

بعد مئات المشاريع باستخدام PVGIS كأداة للمقارنة ، قمت بتطوير بعض أفضل الممارسات التي يمكن أن توفر لك وقتًا ثمينًا.

هيكلة نهجك المقارن

لتجنب الضياع في إمكانيات لا حصر لها ، اعتماد نهج منظم:

1 • حدد بوضوح أهدافك الأساسية (تعظيم الإنتاج السنوي؟ تحسين مواسم محددة؟ تقليل الاستثمار الأولي؟)

2 • إنشاء تكوين مرجعي واقعي مناسب للموقع

3 • استكشاف الاختلافات حسب الفئة (الاتجاه/الميل ، التقنيات ، أنظمة التثبيت)

4 • توثيق نتائج كل محاكاة بشكل منهجي

بالنسبة لمشروع مجتمعي في فرنسا ، سمح لنا هذا النهج باستكشاف 18 تكوينًا مختلفًا في يوم واحد ، مع تحديد حل زاد من الإنتاج بنسبة 12 ٪ دون أي تكلفة إضافية.

"الصرامة المنهجية تحدث كل الفرق" ، تؤكد إيزابيل ، مهندس الطاقة الشمسية. "بدون بنية ، تخاطر بمقارنة التكوينات بشكل عشوائي ومفقود تحسينات مهمة."

تجنب عيوب المقارنة المشتركة

كثيرا ما تتكرر بعض الأخطاء في التحليلات المقارنة:

• مقارنة القدرات المثبتة المختلفة دون تطبيع النتائج
• إهمال خسائر النظام التي قد تختلف باختلاف التكوين
• التركيز فقط على الإنتاج السنوي مع تجاهل التوزيع الزمني
• نسيان تشمل معدلات التحلل الخاصة بالتكنولوجيا

خلال التدريب ، قادت للمثبتين في إسبانيا ، شارك أحد المشاركين حكاية قول: "لقد كنت مقتنعًا بأنني وجدت التكوين المثالي حتى أدركت أنني سأقارن نظام 5 كيلو واط بنظام 4.8 كيلوواط دون تطبيع النتائج. هذا الخطأ 4 ٪ كان يمكن أن يوجه موكلي نحو حل دون المستوى".

توصيل النتائج المقارنة بشكل فعال

أفضل مقارنة لا تهم إلا إذا فهمها صانعي القرار. PVGIS24 يوفر العديد من أدوات التصور التي تسهل الاتصال:

• المخططات جنبًا إلى جنب للمقارنة البصرية الفورية
• الجداول الموجزة تبرز الاختلافات الرئيسية
• تقارير مخصصة تتميز بالعناصر الأكثر صلة

بالنسبة لمشروع بلدية في إيطاليا ، قمنا بإعداد تقرير مقارن مبسط مكّن مجلس المدينة من اتخاذ قرار مستنير على الرغم من التعقيد الفني للموضوع. "PVGIS يتذكر باولو ، وهو عضو في المجلس: "لقد حولت التصورات مناقشة فنية إلى نقاش يمكن للجميع متابعته".

الخلاصة: مقارنة كمفتاح للتميز الشمسي

قد تكون القدرة على مقارنة التكوينات الضوئية المختلفة بشكل فعال PVGISالمساهمة الأكثر قيمة في صناعة الطاقة الشمسية. من خلال تحويل الافتراضات إلى بيانات ملموسة ، تتيح لك هذه الأداة تحسين كل تثبيت وفقًا لقيوده وفرصه المحددة.

كما ماريا ، مستشار الطاقة المتجددة مع أكثر من 25 عامًا من الخبرة ، يلخص بأناقة: "من قبل PVGIS، قمنا بتصميم المنشآت الشمسية الموحدة. اليوم ، نقوم بإنشاء حلول مصممة خصيصًا مناسبة تمامًا لكل موقع وتحتاج. يمثل هذا التحول نحو التخصيص الأمثل النضج الحقيقي لصناعتنا. "

سواء كنت محترفًا تقوم بتحسين مقترحاتك أو مالك منزل يستكشف إمكانيات الممتلكات الخاصة بك ، PVGIS يقدم مختبر افتراضي لا مثيل له. قد لا تأتي ثورة الطاقة الشمسية التالية من تقنية لوحة جديدة ولكن من قدرتنا الجماعية على تحسين كل تثبيت من خلال مقارنات منهجية تعتمد على البيانات.

تمت كتابة هذه المقالة بالتعاون مع مهندسي الطاقة الشمسية والمثبتات و PVGIS المستخدمون في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية. غني تجاربهم ووجهات نظرهم في العالم الحقيقي كل قسم من هذا الاستكشاف المقارن.