Nominální výkon a standardní testovací podmínky (STC)
Výkon fotovoltaického modulu se obecně měří za standardních testovacích podmínek (STC), definovaný standardem IEC 60904-1:
- Ozáření 1000 W/m² (optimální sluneční světlo)
- Teplota modulu při 25 ° C
- Standardizované světelné spektrum (IEC 60904-3)
Bifaciální moduly, které zachycují světlo na obou stranách, mohou zlepšit produkci prostřednictvím odrazu země (albedo). PVGIS Tyto moduly dosud ne modelují, ale jedním přístupem je použití BNPI (bifaciální jmenovací ozáření), definované jako: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0,135), kde φ je faktor bifaciality.
Omezení bifaciálních modulů: Nevhodné pro budovy integrované instalace, kde je zabráněna zadní část modulu. Variabilní výkon v závislosti na orientaci (např. Sever-jih-jih s východo-západním obličejem).
Odhad skutečné síly PV modulů
Skutečné provozní podmínky PV panelů se liší od standardních (STC) podmínek, které ovlivňují výstupní výkon. PVGIS.COM Použije několik oprav pro začlenění těchto proměnných.
1. Reflexe a úhel dopadu světla
Když světlo zasáhne PV modul, část se odráží, aniž by byla přeměněna na elektřinu. Čím akutnější je úhel dopadu, tím větší ztráta.
- Dopad na výrobu: Tento účinek v průměru způsobuje ztrátu 2 až 4%, sníženou pro systémy solárního sledování.
2. Vliv solárního spektra na účinnost PV
Solární panely jsou citlivé na určité vlnové délky světelného spektra, které se liší podle PV technologie:
- Krystalický křemík (C-SI): citlivý na infračervené a viditelné světlo
- CDTE, CIGS, A-SI: Různé citlivosti, se sníženou odpovědí v infračervení
Faktory ovlivňující spektrum: Ranní a večerní světlo je červenější.
Zlační dny zvyšují podíl modrého světla. Spektrální účinek přímo ovlivňuje výkon PV. PVGIS.COM Používá satelitní data k úpravě těchto variací a integruje tyto opravy do svých výpočtů.
Závislost napájení PV na ozáření a teplotě
Teplota a účinnost
Účinnost panelů PV snižuje s teplotou modulu v závislosti na technologii:
Při vysoké ozáření (>1000 W/m²), zvyšuje se teplota modulu: Ztráta účinnosti
Při nízkém ozáření (<400 W/m²), účinnost se liší podle typu PV buňky
Modelování v PVGIS.COM
PVGIS.COM Upravuje PV výkon na základě ozáření (G) a teploty modulu (TM) pomocí matematického modelu (Huld et al., 2011):
P = (G/1000) * A * EFF (G, TM)
Koeficienty specifické pro každou technologii PV (C-SI, CDTE, CIGS) jsou odvozeny z experimentálních měření a aplikovány na PVGIS.COM simulace.
Modelování teploty PV modulů
- Faktory ovlivňující teplotu modulu (TM)
- Teplota okolního vzduchu (TA)
- Solární ozáření (G)
- Větrání (W) - Silný vítr ochlazuje modul
-
Teplotní model v PVGIS (Faiman, 2008):
TM = TA + G / (U0 + U1W)
Koeficienty U0 a U1 se liší podle typu instalace:
| Technologie PV | Instalace | U0 (W/° C-M²) | U1 (WS/° C-m³) |
|---|---|---|---|
| C-Si | Volně stojící | 26.9 | 26.9 |
| C-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cigs | Volně stojící | 22.64 | 22.64 |
| Cigs | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cdte | Volně stojící | 23.37 | 23.37 |
| Cdte | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Ztráty systému a stárnutí PV modulů
Všechny předchozí výpočty poskytují výkon na úrovni modulu, ale je třeba zvážit další ztráty:
- Ztráty převodu (střídač)
- Ztráty zapojení
- Rozdíly v síle mezi moduly
- Stárnutí PV panelů
Podle studie Jordan & Kurtz (2013) ztratí PV panely v průměru 0,5% energie za rok. Po 20 letech je jejich energie snížena na 90% jejich počáteční hodnoty.
- PVGIS.COM Doporučuje vstoupit do počáteční ztráty systému 3% za první rok, aby se zohlednila degradace systému, poté 0,5% ročně.
Další faktory, které nejsou brány v úvahu PVGIS
Některé účinky ovlivňují produkci PV, ale nejsou zahrnuty do PVGIS:
- Sníh na panelech: Drasticky snižuje výrobu. Závisí na frekvenci a trvání sněžení.
- Akumulace prachu a nečistot: Snižuje výkon PV v závislosti na čištění a srážení.
- Částečné stínování: Má silný dopad, pokud je modul zastíněn. Tento efekt musí být spravován během instalace PV.
Závěr
Díky pokrokům ve fotovoltaickém modelování a satelitních datech, PVGIS.COM Umožňuje přesný odhad výstupního výkonu PV modulů s přihlédnutím k environmentálním a technologickým účinkům.
Proč používat PVGIS.COM?
Pokročilé modelování teploty ozáření a modulu
Opravy založené na klimatických a spektrálních datech
Spolehlivý odhad ztrát systému a stárnutí panelů
Optimalizace solární výroby pro každý region