Разуменне PVGIS: Інструмент, які зрабіў рэвалюцыю ў планаванні сонечнай энергіі

Калі я пачаў працаваць у фотаэлектрычным сектары каля пятнаццаці гадоў таму, ацэнка сонечнага патэнцыялу сайта была амаль падобная на алхімію. Мы выкарыстоўвалі прыблізныя даныя аб надвор'і, складаныя ручныя разлікі і добрую дозу інтуіцыі. Прыход а PVGIS змяніла ўсё, ператварыўшы нявызначаны працэс у дакладную навуку, даступную ўсім. Сёння я не магу ўявіць сабе распрацоўку сонечнага праекта без гэтага незаменнага інструмента як для прафесіяналаў, так і для цікаўных людзей.

Вытокі в PVGIS: еўрапейская гісторыя інавацый

PVGIS, або Фотаэлектрычная геаграфічная інфармацыйная сістэма, нарадзілася з амбіцыйнага бачання Аб'яднанага даследчага цэнтра (JRC) Еўрапейскай камісіі. У 2000-я гады, калі сонечная энергія толькі пачынала з'яўляцца ў якасці надзейнай альтэрнатывы, каманда еўрапейскіх даследчыкаў вырашыла сур'ёзную задачу: дэмакратызацыю доступу да высокадакладных сонечных даных.

«Нашай мэтай было стварыць інструмент, які дазволіў бы любому, ад даследчыкаў да грамадзян, ацаніць сонечны патэнцыял любога месца ў Еўропе», — Томас, адзін з інжынераў, якія ўдзельнічалі ў першых версіях PVGIS, нядаўна сказаў мне. «У той час гэтыя дадзеныя раўніва ахоўваліся некалькімі ўстановамі або спецыялізаванымі кампаніямі».

Тое, што пачыналася як еўрапейскі праект, паступова ахапіла Афрыку, затым Азію і, у рэшце рэшт, увесь свет. Сёння, PVGIS існуе ў двух узаемадапаўняльных версіях: бясплатная інстытуцыйная версія (PVGIS 5.3), які падтрымліваецца JRC, і пашыраная камерцыйная версія (PVGIS24), які ўзбагачае вопыт дадатковымі функцыямі і мадэрнізаваным інтэрфейсам.

Расшыфроўка PVGIS: значна больш, чым просты сонечны калькулятар

Каб зразумець сутнасць PVGIS, трэба выйсці за рамкі яго тэхнічнага вызначэння. Безумоўна, гэта геаінфармацыйная сістэма, якая спецыялізуецца на фотаэлектрыцы, але такое апісанне не адпавядае яе сапраўднай прыродзе.

Неперасягненая кліматычная база дадзеных

У самым цэнтры PVGIS ляжыць велізарная кампіляцыя дадзеных аб сонечным апраменьванні, якія збіраюцца на працягу некалькіх дзесяцігоддзяў і пастаянна ўдакладняюцца. У адрозненне ад рэгіянальных набліжэнняў, якія выкарыстоўваюцца іншымі інструментамі, PVGIS ўключае ў сябе тонкія мясцовыя варыяцыі, якія могуць мець значэнне.

Падчас праекта ў швейцарскіх Альпах я быў уражаны PVGISздольнасць фіксаваць мікраклімат даліны. Дзве пляцоўкі, якія знаходзіліся ўсяго ў 3 кіламетрах адна ад адной, мелі значна розныя профілі апраменьвання з-за арыентацыі даліны і ценяў ад навакольных гор. Гэтая дакладнасць дазволіла аптымальна размясціць і пазбегнуць праліку, які мог паставіць пад пагрозу рэнтабельнасць праекта.

Складаны механізм фотаэлектрычнага мадэлявання

PVGIS не толькі дае неапрацаваныя дадзеныя сонечнага святла. Ён аб'ядноўвае ўдасканаленыя мадэлі, якія мадэлююць паводзіны фотаэлектрычных сістэм у рэальных умовах з улікам:

• Страты, звязаныя з тэмпературай модуля, фактар, які часта недаацэньваецца ў гарачых рэгіёнах
• Уплыў вугла падзення сонечных прамянёў на працаздольнасць
• Эфекты аддаленага зацянення, выкліканага навакольным рэльефам
• Паступовае пагаршэнне прадукцыйнасці з часам

Марыя, архітэктар, які спецыялізуецца на біякліматычным дызайне ў Барселоне, нядаўна патлумачыла, як PVGIS дапамог ёй пераканаць скептычна настроенага кліента: «The PVGIS мадэляванне паказала, што нават пры неаптымальнай арыентацыі даху сістэма дасягне 87% ад тэарэтычнага максімальнага выхаду. Гэтыя дакладныя дадзеныя ператварылі цвёрдае «не» ў энтузіязм «так».

Інструмент прыняцця фінансавых рашэнняў

Фінансавы аспект часта з'яўляецца вырашальным у сонечных праектах. PVGIS24 ўключае функцыі эканамічнага аналізу, якія ператвараюць кілават-гадзіны ў канкрэтныя фінансавыя аргументы:

• Разлік рэнтабельнасці інвестыцый з улікам мясцовых умоў
• Праекцыя эканоміі на працягу ўсяго тэрміну службы сістэмы
• Параўнанне розных канфігурацый для аптымізацыі прыбытковасці

Для Стэфана, мантажніка ў Германіі больш за 20 гадоў, гэты аспект мае вырашальнае значэнне: "Раней мне даводзілася кіраваць некалькімі праграмнымі інструментамі, каб прадставіць поўную справаздачу сваім кліентам. Сёння, PVGIS дазваляе мне стварыць тэхнічнае і фінансавае мадэляванне ўсяго за некалькі хвілін, што выклікае давер і палягчае прыняцце рашэнняў».

Асаблівасці, якія робяць розніцу

З гадамі і абнаўленнямі, PVGIS быў узбагачаны функцыямі, якія адпавядаюць новым патрэбам сонечнага сектара.

Мадэляванне сеткавых сістэм

Найбольш распаўсюджаная сёння канфігурацыя, калі вырабленая электраэнергія ўводзіцца ў сетку або спажываецца самастойна, мадэлюецца з вялікай дакладнасцю. PVGIS дазваляе наладзіць кожны аспект сістэмы:

• Тып і эфектыўнасць фотаэлектрычных модуляў
• Канфігурацыя мантажу (дах, зямля, сонечныя трэкеры)
• Сістэмныя страты, звязаныя з кабелямі і інвертарамі

Нядаўна я выкарыстаў гэтую функцыю, каб параўнаць розныя тэхналогіі модуляў для супольнага праекта ў Італіі. Мадэляванне паказала, што крыху больш дарагая тэхналогія будзе забяспечваць лепшы ўраджай у канкрэтных умовах пляцоўкі, з сукупнай розніцай вытворчасці ў 7% за 20 гадоў - вырашальная частка інфармацыі для канчатковага выбару.

Мадэляванне аўтаномных сістэм з захоўваннем

З ростам пазасеткавых установак і ўласнага спажывання з захоўваннем, PVGIS распрацавала спецыяльныя інструменты для мадэлявання гэтых складаных канфігурацый:

• Аптымальны памер батарэі на аснове профіляў спажывання
• Ацэнка аўтаномнасці сістэмы
• Разлік паказчыка энергетычнай самазабеспячэння

Для праекта горнага прытулку ў Пірэнеях гэтая функцыя аказалася незаменнай. "Мы змаглі дакладна вызначыць памер неабходнай ёмістасці для захавання энергіі ў перыяды нізкай зімовай сонечнай асветленасці", - тлумачыць Джын, інжынер, які адказвае за праект. «Без PVGIS, мы, верагодна, павялічылі б сістэму на 30%, значна паўплываўшы на бюджэт».

Вычарпальныя даныя аб надвор'і

Акрамя сонечнага апраменьвання, PVGIS забяспечвае набор неабходных даных аб надвор'і для аптымальнага сонечнага планавання:

• Сярэдняя, ​​мінімальная і максімальная тэмпературы навакольнага асяроддзя
• Хуткасць і кірунак ветру
• Адносная вільготнасць і ападкі

Гэтая кантэкстная інфармацыя ўдакладняе прагнозы прадукцыйнасці і прадугледжвае абмежаванні, характэрныя для сайта. Для аграэлектрычнага праекта на поўдні Іспаніі гэтыя даныя дапамаглі вызначыць перыяды, калі вытворчасць сонечнай энергіі будзе найбольшай, адначасова супадаючы з патрэбамі арашэння, такім чынам аптымізуючы сінэргію паміж энергетыкай і сельскай гаспадаркай.

PVGIS на практыцы: водгукі карыстальнікаў

Лічбы і характарыстыкі кажуць толькі частку гісторыі. Гэта штодзённае выкарыстанне PVGISзначэнне сапраўды ззяе.

Вопыт кансалтынгавай фірмы

Сафі кіруе кансалтынгавай фірмай, якая спецыялізуецца на аднаўляльных крыніцах энергіі ў Ліёне. Для яе, PVGIS стала стратэгічным інструментам: «Мы выкарыстоўваем PVGIS з перадпраектнай фазы, каб хутка ацаніць мэтазгоднасць і патэнцыял сайта. Дакладнасць ацэнак дазваляе нам адразу выключыць нежыццяздольныя праекты і сканцэнтраваць нашы рэсурсы на тых, якія маюць рэальны патэнцыял».

Яна таксама падкрэслівае каштоўнасць PVGIS у якасці камунікацыйнага інструмента: "Створаныя справаздачы зразумелыя і прафесійныя, з графікамі, зразумелымі нават найменш тэхнічным кліентам. Гэта значна палягчае дыскусіі і паскарае прыняцце рашэнняў".

Погляд мантажніка

Мігель, мантажнік сонечных батарэй у Валенсіі на працягу 15 гадоў, заўважыў, што яго праца змянілася PVGIS: "Раней я гадзінамі тлумачыў, чаму мае ацэнкі больш надзейныя, чым канкурэнты. Цяпер я прадстаўляю персаналізаваныя PVGIS непасрэдна мадэляванне, і размова адразу пераходзіць да якасці абсталявання і абслугоўвання».

Ён асабліва цэніць магчымасць параўноўваць розныя канфігурацыі: «Нядаўна кліент вагаўся паміж стандартнай устаноўкай і рашэннем з аптымізатарамі. У некалькі клікаў я змог паказаць яму розніцу ў вытворчасці за 25 гадоў, апраўдваючы дадатковыя інвестыцыі».

Погляд домаўладальніка

Клара, уладальніца дома недалёка ад Бардо, дзеліцца даступнасцю PVGIS для непрафесіяналаў: «Я разглядаў магчымасць усталявання сонечных панэляў, але хацеў пераканацца на сабе, ці рэалістычныя абяцанні мантажнікаў. PVGIS дазволіла мне рабіць свае ўласныя ацэнкі і задаваць актуальныя пытанні падчас камерцыйных сустрэч».

Яна дадае: «У канчатковым выніку я абрала ўсталёўшчыка, які таксама выкарыстаў PVGIS і чые ацэнкі супадаюць з маім даследаваннем. Гэтая празрыстасьць стала вырашальнай у маім рашэньні».

PVGIS супраць іншых інструментаў: абгрунтаванае параўнанне

У ландшафце, дзе інструменты сонечнага мадэлявання памнажаюцца, PVGIS вылучаецца некалькімі фундаментальнымі спосабамі.

PVGIS і PVWatts (NREL)

Часта разглядаецца PVWatts, распрацаваны Нацыянальнай лабараторыяй аднаўляльных крыніц энергіі ЗША PVGISАмерыканскі аналаг. Выкарыстаўшы абодва інструменты для міжнародных праектаў, я магу засведчыць іх істотныя адрозненні:

• PVGIS прапануе больш дакладнае прасторавае разрозненне ў Еўропе і Афрыцы, у той час як PVWatts звычайна больш дакладны ў Паўночнай Амерыцы
• The PVGIS24 інтэрфейс больш інтуітыўна зразумелы і прапануе больш магчымасцей налады
• PVWatts забяспечвае больш спрошчаны падыход, часам за кошт пагаршэння дакладнасці

Канадскі інжынер, з якім я працаваў над трансгранічным праектам, добра рэзюмуе сітуацыю: «Мы выкарыстоўваем PVWatts для нашых амерыканскіх праектаў і PVGIS для нашых еўрапейскіх. Розніца заключаецца не столькі ў агульнай якасці, колькі ў рэгіянальнай дакладнасці асноўных даных».

PVGIS і спецыялізаванае камерцыйнае праграмнае забеспячэнне

Такія рашэнні, як AURORA або Helioscope, прапануюць пашыраныя функцыі 3D-дызайну і мадэлявання, але па значна большай цане. PVGISСіла заключаецца ў выдатным суадносінах кошту і выгады:

• Імгненная даступнасць без усталёўкі праграмнага забеспячэння
• Значна хутчэйшая крывая навучання
• Надзейныя і празрыстыя крыніцы даных
• Бясплатная інстытуцыйная версія для асноўных патрэб

"Для жылых праектаў і невялікіх камерцыйных аб'ектаў, PVGIS прапануе ўсё, што нам трэба", - тлумачыць Раберта, мантажнік з Італіі. "Мы захоўваем больш складанае праграмнае забеспячэнне для буйных прамысловых праектаў, дзе падрабязнае мадэляванне цеснага зацянення апраўдвае дадатковыя інвестыцыі".

Эвалюцыя PVGIS: погляд у будучыню

Апошнія паляпшэнні

Апошнія версіі PVGIS прадставілі доўгачаканыя функцыі:

• Інтэграцыя апошніх спадарожнікавых даных з больш высокай разрознасцю
• Палепшаныя мадэлі прадукцыйнасці для новых тэхналогій
• Пашыраныя інструменты для аналізу сістэм са сховішчам
• Больш інтуітыўна зразумелы і спагадны інтэрфейс у PVGIS24

На нядаўняй канферэнцыі па аднаўляльных крыніцах энергіі ў Барселоне даследчык JRC прадставіў закулісную працу, якая ляжыць у аснове гэтых паляпшэнняў: "Кожны PVGIS абнаўленне ўяўляе сабой тысячы гадзін праверкі і параўнання з рэальнымі дадзенымі з існуючых установак. Гэтая навуковая строгасць - гэта тое, што забяспечвае надзейнасць ацэнак ".

Будучыя перспектывы

У наступных версіях чакаецца некалькі перспектыўных распрацовак:

• Больш прасунутая інтэграцыя гібрыдных сістэм (фотаэлектрычныя + вецер)
• Удасканаленае мадэляванне двухбаковых тэхналогій
• Спецыяльныя інструменты для аграэлектрычных прыкладанняў
• Больш падрабязны аналіз уплыву змены клімату на доўгатэрміновую прадукцыйнасць

Інжынер, які ўдзельнічаў у распрацоўцы PVGIS24 нядаўна сказаў мне: «Мы працуем над функцыямі, якія дазволяць мадэляваць перадавыя стратэгіі ўласнага спажывання, інтэгруючы электрамабілі і сістэмы разумнага дома. Мэта складаецца ў тым, каб падтрымаць пераход да больш інтэграваных і ўстойлівых энергетычных сістэм».

Выснова: PVGIS, слуп энергетычнага пераходу

Акрамя тэхнічных характарыстык, PVGIS уяўляе сабой фундаментальны прагрэс у дэмакратызацыі сонечнай энергіі. Робячы даступнымі даныя і інструменты, раней зарэзерваваныя для экспертаў, гэта дапамагае паскорыць разгортванне аднаўляльных крыніц энергіі ва ўсім свеце.

Для прафесіяналаў, PVGIS стаў штодзённым спадарожнікам, які робіць ацэнкі больш надзейнымі і павышае аўтарытэт праекта. Для людзей гэта акно ў сонечны патэнцыял навакольнага асяроддзя, інструмент пашырэння правоў і магчымасцей, які дазваляе рабіць абгрунтаваны выбар энергіі.

Як красамоўна рэзюмуе Алена, даследчыца энергетычнага пераходу: «PVGIS выдатна ўвасабляе еўрапейскі дух наватарства ў служэнні агульнаму дабру. Ператвараючы складаныя навуковыя дадзеныя ў даступную і дзейсную інфармацыю, гэта канкрэтна дапамагае будаваць больш устойлівую і дэцэнтралізаваную энергетычную будучыню».

Незалежна ад таго, адкрываеце вы PVGIS сёння або выкарыстоўвалі яго на працягу многіх гадоў, адно можна сказаць напэўна: гэты інструмент будзе працягваць развівацца і расці, адлюстроўваючы прагрэс сонечнага сектара, які хутка развіваецца, і падтрымліваючы глабальны энергетычны пераход з дакладнасцю і надзейнасцю, якімі ён вядомы.

Гэты артыкул быў напісаны ў супрацоўніцтве з рэгулярным PVGIS карыстальнікаў па ўсёй Еўропе, Паўночнай і Паўднёвай Амерыцы, у тым ліку даследчыкаў, мантажнікаў сонечных батарэй і спецыялізаваных кансалтынгавых фірмаў. Іх рэальны жыццёвы вопыт і погляды ўзбагацілі кожны раздзел гэтай прэзентацыі.