Намінальная магутнасць і стандартныя ўмовы выпрабаванняў (STC)
Прадукцыйнасць фотаэлектрычнага модуля звычайна вымяраецца ў стандартных умовах выпрабаванняў (STC), вызначаных стандартам IEC 60904-1:
- Апрамяненне 1000 Вт/м² (аптымальнае сонечнае святло)
- Тэмпература модуля 25°C
- Стандартызаваны спектр святла (IEC 60904-3)
Двухбаковыя модулі, якія захопліваюць святло з абодвух бакоў, могуць палепшыць вытворчасць за кошт адлюстравання ад зямлі (альбеда). PVGIS пакуль не мадэлюе гэтыя модулі, але адзін з падыходаў заключаецца ў выкарыстанні BNPI (Bifacial Nameplate Irradiance), вызначанага як: P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0,135), дзе φ - каэфіцыент двухаспектнасці.
Абмежаванні двухбаковых модуляў: Непрыдатны для ўстаноўкі ў будынку, калі задняя частка модуля загароджана. Зменная прадукцыйнасць у залежнасці ад арыентацыі (напрыклад, вось поўнач-поўдзень з арыентацыяй на ўсход-захад).
Ацэнка фактычнай магутнасці фотаэлектрычных модуляў
Рэальныя ўмовы працы фотаэлектрычных панэляў адрозніваюцца ад стандартных умоў (STC), што ўплывае на выходную магутнасць. PVGIS.COM прымяняе некалькі выпраўленняў для ўключэння гэтых зменных.
1. Адлюстраванне і вугал падзення святла
Калі святло трапляе на фотаэлектрычны модуль, яго частка адлюстроўваецца без пераўтварэння ў электрычнасць. Чым вастрэй кут падзення, тым большыя страты.
- Уплыў на вытворчасць: у сярэднім гэты эфект выклікае страты ад 2 да 4%, што зніжана для сістэм сачэння за сонечнымі батарэямі.
2. Уплыў сонечнага спектру на фотаэлектрычную эфектыўнасць
Сонечныя панэлі адчувальныя да пэўных даўжынь хваль светлавога спектру, якія адрозніваюцца ў залежнасці ад фотаэлектрычнай тэхналогіі:
- Крышталічны крэмній (c-Si): адчувальны да інфрачырвонага і бачнага святла
- CdTe, CIGS, a-Si: Розная адчувальнасць са зніжанай рэакцыяй у інфрачырвоным выпраменьванні
Фактары, якія ўплываюць на спектр: Ранішні і вячэрні святло больш чырвоны.
Пахмурныя дні павялічваюць долю сіняга святла. Спектральны эфект напрамую ўплывае на магутнасць фотаэлектрыкі. PVGIS.COM выкарыстоўвае спадарожнікавыя дадзеныя для карэкціроўкі гэтых варыяцый і інтэгруе гэтыя папраўкі ў свае разлікі.
Залежнасць фотаэлектрычнай магутнасці ад апраменьвання і тэмпературы
Тэмпература і эфектыўнасць
Эфектыўнасць фотаэлектрычных панэляў зніжаецца з павышэннем тэмпературы модуля ў залежнасці ад тэхналогіі:
Пры высокай апраменьванасці (>1000 Вт/м²), павышэнне тэмпературы модуля: страта эфектыўнасці
Пры нізкім апраменьванні (<400 Вт/м²), эфектыўнасць вар'іруецца ў залежнасці ад тыпу фотаэлементаў
Мадэляванне в PVGIS.COM
PVGIS.COM рэгулюе магутнасць PV на аснове апраменьвання (G) і тэмпературы модуля (Tm) з дапамогай матэматычнай мадэлі (Huld et al., 2011):
P = (G/1000) * A * eff (G, Tm)
Спецыфічныя каэфіцыенты для кожнай фотаэлектрычнай тэхналогіі (c-Si, CdTe, CIGS) атрыманы з эксперыментальных вымярэнняў і прымяняюцца да PVGIS.COM мадэляванне.
Мадэляванне тэмпературы фотаэлектрычных модуляў
- Фактары, якія ўплываюць на тэмпературу модуля (Tm)
- Тэмпература навакольнага паветра (Ta)
- Сонечная радыяцыя (G)
- Вентыляцыя (W) – моцны вецер астуджае модуль
-
Мадэль тэмпературы ў PVGIS (Файман, 2008):
Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
Каэфіцыенты U0 і U1 вар'іруюцца ў залежнасці ад тыпу ўстаноўкі:
| Фотаэлектрычныя тэхналогіі | Ўстаноўка | U0 (Вт/°C-м²) | U1 (Вт/°C-м³) |
|---|---|---|---|
| c-Si | Асобна стаяць | 26.9 | 26.9 |
| c-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CIGS | Асобна стаяць | 22.64 | 22.64 |
| CIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CdTe | Асобна стаяць | 23.37 | 23.37 |
| CdTe | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Сістэмныя страты і старэнне фотаэлектрычных модуляў
Усе папярэднія разлікі забяспечваюць магутнасць на ўзроўні модуля, але трэба ўлічваць іншыя страты:
- Страты канверсіі (інвертар)
- Страты ў праводцы
- Адрозненні ў магутнасці паміж модулямі
- Старэнне фотаэлектрычных панэляў
Згодна з даследаваннем Jordan & Kurtz (2013), фотаэлектрычныя панэлі губляюць у сярэднім 0,5% магутнасці ў год. Праз 20 гадоў іх магутнасць зніжаецца да 90% ад першапачатковага значэння.
- PVGIS.COM рэкамендуе ўвесці першапачатковую страту сістэмы ў памеры 3% на першы год для ўліку пагаршэння сістэмы, затым 0,5% у год.
Іншыя фактары, якія не ўлічваюцца PVGIS
Некаторыя эфекты ўплываюць на вытворчасць PV, але не ўключаны ў іх PVGIS:
- Снег на панэлях: Рэзка зніжае вытворчасць. Залежыць ад частаты і працягласці снегападу.
- Назапашванне пылу і бруду: Зніжае магутнасць PV, у залежнасці ад ачысткі і ападкаў.
- Частковае зацяненне: Мае моцны эфект, калі модуль зацянены. Гэтым эфектам неабходна кіраваць падчас устаноўкі фотаэлектрычнай сістэмы.
Заключэнне
Дзякуючы прагрэсу ў фотаэлектрычным мадэляванні і спадарожнікавых дадзеных, PVGIS.COM дазваляе дакладна ацэньваць выходную магутнасць фотаэлектрычных модуляў з улікам экалагічных і тэхналагічных уздзеянняў.
Навошта выкарыстоўваць PVGIS.COM?
Пашыранае мадэляванне апраменьвання і тэмпературы модуля
Папраўкі па кліматычных і спектральных дадзеных
Надзейная ацэнка сістэмных страт і старэння панэлі
Аптымізацыя сонечнай вытворчасці для кожнага рэгіёна