Erinevate fotogalvaaniliste konfiguratsioonide võrdlemine rakendusega PVGIS: Päikese optimeerimise kunst

Kui ma umbes viisteist aastat tagasi fotogalvaanilisi seadmeid projekteerima hakkasin, oli erinevate konfiguratsioonide võrdlemine peaaegu intuitsiooni küsimus. Tuginesime empiirilistele reeglitele, ligikaudsetele arvutustele ja ulatuslikele kogemustele. Saabumine PVGIS muutis selle käsitöölise lähenemise täppisteaduseks, võimaldades meil enne esimese paneeli paigaldamist praktiliselt uurida kümneid konfiguratsioone. See metoodiline revolutsioon mitte ainult ei parandanud süsteemi jõudlust, vaid suurendas oluliselt ka klientide usaldust meie soovituste vastu.

Päikeseenergia võrdlemise kunst: miks see on oluline

Enne sukeldumist PVGIS's tehnilisi üksikasju, võtame hetke, et mõista, miks on erinevate konfiguratsioonide võrdlemine mis tahes fotogalvaanilise projekti jaoks nii oluline.

Väljaspool lõunapoolset vaadet: müüt ühe konfiguratsiooni kohta

"Kõik, mida vajate, on 30° kaldega lõunapoolsete paneelidega silmitsi seista" – see ülelihtsustus valitses pikka aega päikeseenergia arutelusid. Tegelikkus on palju nüansirikkam, nagu ma Lyoni lähedal elamuprojekti käigus avastasin.

Majaomanik Pierre oli veendunud, et tema ida-läänesuunaline katus ei sobi fotogalvaanika jaoks. "Sama hästi võiks oodata, kuni saan katuse ümber teha," ütles ta mulle meie esimesel kohtumisel. Kasutades PVGIS Erinevate konfiguratsioonide võrdlemiseks demonstreerisin, et mõlema katusekalde vahel jagatud paigaldus toodaks vaid 12% vähem kui hüpoteetiline lõunasuunaline massiiv, pakkudes samal ajal tasakaalustatumat tootmisjaotust kogu päeva jooksul – see on tema omatarbimisprofiili jaoks oluline eelis.

"See, mis tundus puudusena, osutus võimaluseks," rääkis Pierre mulle kuus kuud pärast paigaldamist, olles rahul, et tema päikeseenergia vastab ideaalselt tema hommikuse ja õhtuse energiavajadusega.

Päikeseenergia optimeerimise kompleksvõrrand

Fotogalvaanilise paigaldise jõudlus sõltub paljudest üksteisest sõltuvatest teguritest:

• Mooduli orientatsioon ja kalle
• Kasutatud paneelitehnoloogia
• Paigalduskonfiguratsioon (katusele paigaldatav, BIPV, maapealne)
• Kohalikud kliimatingimused
• Lähi- ja kaugvarjutuse piirangud
• Energiatarbimise profiil
• Majanduslikud ja esteetilised kaalutlused

Kõiki neid parameetreid saab reguleerida, luues peaaegu lõpmatu arvu võimalikke kombinatsioone. Ilma tööriistata nagu PVGIS, oleks nende võimaluste metoodiline uurimine praktiliselt võimatu.

Nagu Barcelona päikeseinsener Sofia selgitab: „Enne PVGIS, saime aja- ja tööriistapiirangute tõttu uurida ainult kahte või kolme konfiguratsiooni. Täna saame hõlpsasti võrrelda tosinat ja tuvastada selle, mis tõesti maksimeerib projekti väärtust kliendi jaoks.

PVGIS kui virtuaalne labor: võrdlusmetoodika

PVGIS muudab teie arvuti tõeliseks päikeseenergia katselaboriks, võimaldades teil katsetada erinevaid hüpoteese laua tagant lahkumata.

Võrdluskonfiguratsiooni loomine

Tõhusa võrdluse esimene samm on võrdluskonfiguratsiooni loomine, mille alusel mõõdetakse kõiki teisi. Kommertsprojekti jaoks Saksamaal alustasin "klassikalise" lahenduse modelleerimisega: lõunasuunalised, 35° kaldega, standardsed kristallilisest ränimoodulid.

See viide oli alternatiivide hindamise kontrollpunktiks. "See on nagu teadusliku eksperimendi kontrolli seadmine," selgitab taastuvenergia uurija Thomas. "Ilma selle ühise viiteta kaotavad võrdlused tähtsuse."

PVGIS muudab selle lähenemisviisi lihtsaks, võimaldades teil salvestada oma võrdlusparameetrid ja seejärel kohandada neid ükshaaval, et mõõta iga muutuja konkreetset mõju.

Muutujate eraldamine sisukaks analüüsiks

Tõhusa võrdluse võti on korraga ainult ühe parameetri muutmine. Lõuna-Hispaania agrovoltaic projekti raames uurisime metoodiliselt erinevate paigalduskõrguste mõju energiatoodangule, hoides samal ajal kõik muud parameetrid konstantsena.

See lähenemine võimaldas meil tuvastada optimaalse kõrguse 4,2 meetrit, mis maksimeerib nii elektritootmise kui ka põllumajandusliku saagikuse paneelide all. "Ilma selle range parameetrilise analüüsita oleksime tõenäoliselt valinud standardse 3 meetrit, ohverdades peaaegu 7% aastatoodangust," meenutab projekti agronoom Juan.

PVGIS24 eriti hõlbustab seda meetodit oma kõrvuti võrdlusfunktsiooniga, mis võimaldab erinevate konfiguratsioonide tulemuste samaaegset visualiseerimist.

Hooajaliste erinevuste visualiseerimine

Üks neist PVGISVõrdleva analüüsi peamised tugevused on võime näidata tootmistrende aastaringselt. See ajaline mõõde paljastab sageli lihtsates aastasummades nähtamatud nüansid.

Provence'i teisese kodu puhul, kus elatakse peamiselt suvel, võrdlesime kahte konfiguratsiooni: üks optimeeriti aasta kogutoodangu jaoks, teine ​​​​suurima suvetoodangu jaoks. Aastatootluse vahe oli minimaalne (3%), kuid „suvine“ konfiguratsioon tootis kasutuskuudel 14% rohkem elektrit, suurendades oluliselt omatarbimist ja projekti tasuvust.

"Kuukiri PVGIS graafikud olid minu otsuse tegemisel otsustava tähtsusega," ütleb majaomanik Claire. "Kui nägin täpselt, kuidas tootmine oli vastavuses minu kohalolekuperioodidega, muutis minu nägemust projektist."

Juhtumiuuringud: kui võrdlus paljastab ootamatu

Tehtud võrdlused PVGIS mõnikord annavad üllatavaid tulemusi, mis seavad kahtluse alla eeldused ja avavad uusi vaatenurki.

Linnaehituse juhtum Barcelonas

Eriti meeldejääv projekt oli Barcelona kesklinnas asuv elamu. Katuseterrass pakkus piiratud ruumi ja meil oli vaja kindlaks määrata optimaalne konfiguratsioon ühisruumide toiteks.

Võrdlesime kolme lähenemisviisi PVGIS:

1• 35° nurga all kallutatud paneelid otse lõuna poole ("klassikaline" konfiguratsioon)

2• Terrassil tasapinnalised paneelid (0° kalle)

3• Ida-lääne suunaline süsteem paneelidega, mis on 10° kallutatud vastamisi

Üllatus tuli tollal harva kaalutud kolmandast variandist. Kuigi see tootis aastas 8% vähem energiat kui klassikaline seadistus, võimaldas see sama jalajälje juures 70% rohkem installeeritud võimsust, mille tulemuseks oli oluliselt suurem kogutootlus. Lisaks vastas tasakaalustatum igapäevane tootmine ideaalselt hoone vajadustele.

"See võrdlus muutis täielikult meie lähenemist linnainstallatsioonidele," tunnistab projekti arhitekt Miguel. "Ilma PVGIS, poleks me kunagi tõsiselt kaalunud seda konfiguratsiooni, millest on nüüdseks saanud meie katuseterrasside standard.

Alpide suvila Enigma

Veel üks põnev juhtum puudutas Šveitsi Alpides asuvat isoleeritud suvilat, mida kasutati peamiselt talvel suusapuhkuseks. Omanik soovis maksimeerida energiaautonoomiat suure küttevajaduse, kuid vähese päikesevalguse kriitilisel perioodil.

Me kasutasime PVGIS radikaalselt erinevate konfiguratsioonide võrdlemiseks:

1• Standardne katusesüsteem (35° lõunas)

2• Peaaegu vertikaalsed paneelid (70° lõunas)

3• Vertikaalsed paneelid lõunafassaadil

4• Katuse- ja fassaadipaneelide kombinatsioon

Tulemused ületasid meie ootused: vertikaalne fassaadikonfiguratsioon, mida tavaliselt peeti ebaoptimaalseks, tootis detsembris ja jaanuaris 2,8 korda rohkem energiat kui standardpaigaldis. See dramaatiline erinevus tulenes lume peegeldusest ja madala talvepäikese optimaalsest langemisnurgast.

“PVGIS võimaldas meil täpselt kvantifitseerida, mida kohalikud kogemused soovitasid," selgitab mägipiirkondadele spetsialiseerunud paigaldaja Hans. "Nüüd soovitame süstemaatiliselt kõrgmäestiku suvilate jaoks katuse ja fassaadi kombineeritud paigaldusi, mida toetavad konkreetsed andmed, mis õigustavad seda ebatavalist lähenemist."

Päikeseenergia jälgimise dilemma Portugalis

Portugali Alentejo piirkonna põllumajandusprojekti puhul oli küsimus selles, kas investeerida pigem päikesejälgijatesse kui fikseeritud paigaldusse. Intuitsioon näitas märkimisväärset kasu, kuid lisakulud olid märkimisväärsed.

Kasutades PVGIS, võrdlesime täpselt:

1• Optimeeritud fikseeritud paigaldus (lõunapoolne, 30°)

2• Üheteljeline jälgija (ida-lääne)

3• Kaheteljeline jälgija (täis)

Simulatsioon näitas, et üheteljeline jälgija pakkus fikseeritud süsteemiga võrreldes 27% tootmiskasvu, samas kui kaheteljeline andis ainult 4% rohkem. See täpne analüüs õigustas üheteljelise süsteemi investeerimist, välistades samas keerukama kaheteljelise võimaluse.

"Ilma selle üksikasjaliku võrdluseta oleksime võib-olla valinud kõige lihtsama lahenduse ettevaatusest või kõige keerukama tehnoloogilisest liigsest enesekindlusest," möönab farmiomanik Antonio. “PVGIS aitas meil leida õige tasakaalu investeeringu ja tulemuslikkuse vahel.

Täiustatud võrdlustehnikad PVGIS

Peale põhiliste võrdluste PVGIS pakub täiustatud funktsioone, mis täiustavad oluliselt võrdlevat analüüsi.

Majandusaspektide kaasamine võrdlusse

PVGIS24 võimaldab kaasata võrdlusanalüüsi majanduslikke parameetreid, teisendades kilovatt-tunnid eurodeks või dollariteks – see keel on otsustajate jaoks sageli veenvam.

Itaalias toimunud tööstusprojekti puhul võrdlesime erinevaid moodulite tehnoloogiaid (standardne, kõrge efektiivsusega, bifacial) mitte ainult tootmise, vaid ka investeeringutasuvuse osas. Kuigi bifacial moodulid maksavad 15% rohkem, PVGIS simulatsioon näitas, et tänu suurepärasele väljundile lühendasid nad tasuvusaega 8 kuu võrra.

"The PVGIS-genereeritud rahavoogude võrdlustabelid olid otsustava tähtsusega meie juhatuse veenmisel," ütleb Giulia, operatsioonide direktor. "25-aastase finantstrajektoori nägemine tegi bifatsiaalsete moodulite eelise kohe selgeks, vaatamata nende kõrgematele esialgsetele kuludele."

Reaalse maailma toimivuse võrdlemine

Eriti väärtuslik PVGIS funktsioon on selle võime integreerida võrdlustesse üksikasjalikud ilmaandmed, sealhulgas temperatuur, pilvkate ja muud jõudlust mõjutavad tegurid.

Ühe Maroko projekti puhul võrdlesime erinevaid moodulite tehnoloogiaid konkreetselt nende käitumise osas äärmuslikus kuumuses. Simulatsioon näitas, et mõned moodulid kaotasid kõige kuumematel päevadel kuni 22% oma teoreetilisest efektiivsusest, samas kui teised, mis olid mõeldud kuuma kliima jaoks, piirasid selle kadu 14%.

"See tegelike tingimuste võrdlus päästis meid kulukast veast," kinnitab projekti arendaja Rachid. "Paberil kõige paremini tundunud moodulid osutusid meie konkreetse kliimaga vähem sobivaks."

Varjutuse mõju analüüsimine erinevates konfiguratsioonides

Varjutus on sageli fotogalvaaniliste seadmete Achilleuse kand. PVGIS võimaldab teil võrrelda erinevaid strateegiaid, et selle mõju minimeerida.

Saksamaal puudega ümbritsetud elamuprojekti jaoks kasutasime PVGIS võrrelda kolme lähenemisviisi:

1• Standardne süsteem keskmuunduriga

2• Toite optimeerijad igal paneelil

3• Mikroinverterid

Simulatsioon näitas, et selle konkreetse osalise varjutamise stsenaariumi korral toodab mikroinverteri lahendus 25 aasta jooksul 18% rohkem elektrit, mis õigustab hõlpsalt selle kõrgemat esialgset maksumust.

"Mind veenis see, et nägin kuude lõikes toodangu erinevust," selgitab majaomanik Markus. "Talvekuudel, kui päike on madalal ja varjud pikad, ulatus vahe 27% -ni - täpselt siis, kui mul on kõige rohkem elektrit vaja."

Praktilised näpunäited tõhusaks võrdluseks

Pärast sadade projektide kasutamist PVGIS Võrdlustööriistana olen välja töötanud mõned parimad tavad, mis võivad teie väärtuslikku aega säästa.

Teie võrdleva lähenemisviisi struktureerimine

Et mitte eksida lugematutesse võimalustesse, kasutage struktureeritud lähenemisviisi:

1• Määratlege selgelt oma peamised eesmärgid (maksimeerida aastane toodang? Optimeerida konkreetsete aastaaegade jaoks? minimeerida alginvesteeringuid?)

2 • Looge saidile sobiv realistlik võrdluskonfiguratsioon

3• Uurige kategooriate kaupa variante (suund/kalle, tehnoloogiad, kinnitussüsteemid)

4• Süstemaatiliselt dokumenteerida iga simulatsiooni tulemused

Prantsusmaal toimunud kogukonnaprojekti puhul võimaldas see lähenemisviis meil ühe päeva jooksul uurida 18 erinevat konfiguratsiooni, leides lahenduse, mis suurendas tootmist 12% ilma lisatasuta.

"Metoodiline rangus teeb kõik oluliseks," kinnitab päikeseenergia insener Isabelle. "Ilma struktuurita võite võrrelda konfiguratsioone juhuslikult ja jätta olulised optimeerimised tegemata."

Tavaliste võrdluslõksude vältimine

Mõned vead korduvad võrdlevates analüüsides sageli:

• Erinevate paigaldatud võimsuste võrdlemine tulemusi normaliseerimata
• Eirates süsteemikadusid, mis võivad olenevalt konfiguratsioonist erineda
• Keskendudes ainult aastatoodangule, jättes tähelepanuta ajalise jaotuse
• Unustades lisada tehnoloogiapõhised lagunemismäärad

Hispaanias paigaldajatele korraldatud koolitusel jagas üks osaleja kõnekat anekdooti: "Olin veendunud, et leidsin ideaalse konfiguratsiooni, kuni mõistsin, et võrdlesin 5 kW süsteemi 4,8 kW süsteemiga, ilma tulemusi normaliseerimata. See 4% viga oleks võinud suunata mu kliendi mitteoptimaalse lahenduse poole."

Võrdlevate tulemuste tõhus edastamine

Parim võrdlus loeb ainult siis, kui otsustajad seda mõistavad. PVGIS24 pakub mitmeid visualiseerimistööriistu, mis hõlbustavad suhtlust:

• Kõrvuti asetsevad diagrammid koheseks visuaalseks võrdluseks
• Kokkuvõtlikud tabelid, mis toovad esile peamised erinevused
• Kohandatud aruanded, mis sisaldavad kõige asjakohasemaid elemente

Itaalia munitsipaalprojekti jaoks koostasime lihtsustatud võrdleva aruande, mis võimaldas linnavolikogul teha teadliku otsuse vaatamata teema tehnilisele keerukusele. “PVGIS visualiseerimine muutis tehnilise arutelu aruteluks, mida kõik saaksid jälgida," meenutab nõukogu liige Paolo. "Isegi mittetehnilised liikmed mõistsid iga variandi plusse ja miinuseid."

Järeldus: Võrdlus kui päikeseenergia tipptaseme võti

Võimalus tõhusalt võrrelda erinevaid fotogalvaanilisi konfiguratsioone võib olla PVGISon kõige väärtuslikum panus päikeseenergiatööstusesse. Muutes eeldused konkreetseteks andmeteks, võimaldab see tööriist optimeerida iga installatsiooni vastavalt selle konkreetsetele piirangutele ja võimalustele.

Nagu Maria, üle 25-aastase kogemusega taastuvenergia konsultant, elegantselt kokku võtab: „Enne PVGIS, projekteerisime standardiseeritud päikeseenergiapaigaldised. Täna loome kohandatud lahendusi, mis sobivad ideaalselt iga objekti ja vajadusega. See nihe optimeeritud kohandamise suunas tähistab meie tööstuse tõelist küpsust.

Olenemata sellest, kas olete professionaal, kes täpsustab oma ettepanekuid, või majaomanik, kes uurib teie kinnisvara võimalusi, PVGIS pakub konkurentsitult virtuaalset laborit. Järgmine päikeserevolutsioon ei pruugi tuleneda uuest paneelitehnoloogiast, vaid meie ühisest võimest optimeerida iga paigaldust metoodiliste andmepõhiste võrdluste abil.

See artikkel on kirjutatud koostöös päikeseenergia inseneride, paigaldajate ja PVGIS kasutajad Euroopas, Põhja-Ameerikas ja Lõuna-Ameerikas. Nende tegelikud kogemused ja vaated rikastasid selle võrdleva uurimise kõiki osasid.