درک PVGIS: ابزاری که برنامه ریزی خورشیدی را متحول کرد

هنگامی که من از حدود پانزده سال پیش در بخش فتوولتائیک کار کردم ، تخمین پتانسیل خورشیدی یک سایت تقریباً شبیه کیمیاگری بود. ما از داده های آب و هوایی خشن ، محاسبات دستی پیچیده و دوز خوبی از شهود استفاده کردیم. ورود PVGIS همه چیز را تغییر داد ، یک فرایند نامشخص را به یک علم دقیق که برای همه قابل دسترسی است تبدیل کرد. امروز ، من نمی توانم تصور کنم طراحی یک پروژه خورشیدی بدون این ابزار ضروری برای متخصصان و افراد کنجکاو به طور یکسان.

ریشه های PVGIS: یک داستان اروپایی از نوآوری

PVGIS، یا سیستم اطلاعات جغرافیایی فتوولتائیک ، از دیدگاه بلندپروازانه در مرکز تحقیقات مشترک (JRC) کمیسیون اروپا متولد شد. در دهه 2000 ، با شروع انرژی خورشیدی به عنوان یک جایگزین معتبر ، تیمی از محققان اروپایی با یک چالش مهم روبرو شدند: دموکراتیک کردن دسترسی به داده های خورشیدی با دقت بالا.

توماس ، یکی از مهندسانی که در اولین نسخه های شرکت کرده بود ، گفت: "هدف ما ایجاد ابزاری بود که به هر کسی اجازه دهد ، از محققان گرفته تا شهروندان ، پتانسیل خورشیدی هر مکان در اروپا را ارزیابی کند." PVGIS، اخیراً به من گفت. "در آن زمان ، این داده ها توسط چند موسسه یا شرکت های تخصصی حسادت می کردند."

آنچه به عنوان یک پروژه اروپایی آغاز شد ، به تدریج برای پوشش آفریقا ، سپس آسیا و در نهایت کل جهان گسترش یافت. امروز ، PVGIS در دو نسخه مکمل وجود دارد: نسخه نهادی رایگان (PVGIS 5.3) که توسط JRC نگهداری می شود و نسخه تجاری پیشرفته (PVGIS24) که تجربه را با ویژگی های اضافی و یک رابط مدرن غنی می کند.

رمزگشایی PVGIS: خیلی بیشتر از یک ماشین حساب خورشیدی ساده

برای درک ذات PVGIS، باید فراتر از تعریف فنی آن باشد. مطمئناً ، این یک سیستم اطلاعات جغرافیایی است که در فتوولتائیک تخصص دارد ، اما این توضیحات عدالت را به ماهیت واقعی آن انجام نمی دهد.

یک پایگاه داده آب و هوایی بی نظیر

در قلب PVGIS تلفیقی گسترده از داده های تابش خورشیدی است که طی چند دهه جمع آوری شده و به طور مداوم تصفیه می شود. بر خلاف تقریب منطقه ای که توسط سایر ابزارها استفاده می شود ، PVGIS شامل تغییرات محلی ظریف است که می تواند همه تفاوت ها را ایجاد کند.

در طی یک پروژه در آلپ های سوئیس ، من تحت تأثیر قرار گرفتم PVGISتوانایی اسیر میکروکلین های دره. دو سایت تنها 3 کیلومتر از هم به دلیل جهت گیری دره و سایه های ریخته شده توسط کوههای اطراف ، پروفایل تابش قابل توجهی متفاوت داشتند. این دقت ، قرار دادن بهینه را فعال کرده و از محاسبه اشتباه که می تواند سودآوری پروژه را به خطر اندازد ، جلوگیری می کند.

یک موتور شبیه سازی فتوولتائیک پیشرفته

PVGIS فقط داده های نور خورشید خام را ارائه نمی دهد. این مدل های پیشرفته را که شبیه سازی رفتار سیستم های فتوولتائیک در شرایط دنیای واقعی با در نظر گرفتن است ، ادغام می کند:

• تلفات مربوط به دمای ماژول ، عاملی که اغلب در مناطق گرم دست کم گرفته می شود
• تأثیر زاویه بروز پرتوهای خورشیدی بر عملکرد
• اثرات سایه دوردست ناشی از زمین اطراف
• تخریب تدریجی عملکرد در طول زمان

ماریا ، یک معمار متخصص در طراحی بیوکلامی در بارسلونا ، اخیراً توضیح داد که چگونه PVGIS به او کمک کرد تا یک مشتری شکاک را متقاعد کند: " PVGIS شبیه سازی ها نشان داد که حتی با جهت گیری سقف زیر حد متوسط ​​، سیستم به 87 ٪ از حداکثر عملکرد نظری می رسد. این داده های دقیق یک شرکت "نه" را به یک مشتاق "بله" تبدیل کردند.

یک ابزار تصمیم گیری مالی

بعد مالی اغلب در پروژه های خورشیدی تعیین کننده است. PVGIS24 شامل ویژگی های تحلیل اقتصادی است که کیلووات ساعت را به استدلال های مالی مشخص تبدیل می کند:

• بازده محاسبه سرمایه گذاری متناسب با شرایط محلی
• پیش بینی پس انداز در طول عمر سیستم
• مقایسه تنظیمات مختلف برای بهینه سازی سودآوری

برای استفان ، یک نصب کننده در آلمان بیش از 20 سال ، این جنبه بسیار مهم است: "پیش از PVGIS به من اجازه می دهد تا فقط در چند دقیقه یک شبیه سازی فنی و مالی ایجاد کنم که باعث اعتماد به نفس می شود و تصمیم گیری را تسهیل می کند. "

ویژگی هایی که تفاوت ایجاد می کنند

با گذشت سالها و به روزرسانی ها ، PVGIS با ویژگی هایی که نیازهای در حال تحول بخش خورشیدی را برآورده می کند ، غنی شده است.

شبیه سازی سیستم های متصل به شبکه

متداول ترین پیکربندی امروز ، که در آن برق تولید شده به شبکه تزریق می شود یا خودآزمایی می شود ، با دقت بسیار زیادی مدل می شود. PVGIS امکان سفارشی سازی هر جنبه ای از سیستم را فراهم می کند:

• نوع و کارآیی ماژول های فتوولتائیک
• پیکربندی نصب (سقف ، زمین ، ردیاب های خورشیدی)
• تلفات سیستم مربوط به کابل کشی و اینورترها

من اخیراً از این ویژگی برای مقایسه فن آوری های مختلف ماژول برای یک پروژه جامعه در ایتالیا استفاده کردم. این شبیه سازی نشان داد که یک فناوری کمی گرانتر با شرایط خاص سایت ، با اختلاف تولید تجمعی 7 ٪ در طی 20 سال ، عملکرد بهتری را ارائه می دهد - یک اطلاعات تعیین کننده برای انتخاب نهایی.

مدل سازی سیستم های خارج از شبکه با ذخیره سازی

با افزایش تاسیسات خارج از شبکه و خودبرد خود با ذخیره سازی ، PVGIS ابزارهای خاصی را برای شبیه سازی این تنظیمات پیچیده ایجاد کرده است:

• اندازه باتری بهینه بر اساس پروفایل مصرف
• تخمین استقلال سیستم
• محاسبه نرخ خودکفایی انرژی

برای یک پروژه پناهگاه کوهستانی در پیرنه ، این ویژگی ضروری بود. ژان ، مهندس مسئول این پروژه ، توضیح می دهد: "ما توانستیم ظرفیت ذخیره سازی لازم را برای حفظ انرژی در دوره های کم نور خورشید در زمستان اندازه بگیریم." "بدون PVGIS، ما احتمالاً این سیستم را 30 ٪ بزرگ کرده ایم که به طور قابل توجهی بر بودجه تأثیر می گذارد. "

داده های جامع آب و هوا

فراتر از تابش خورشیدی ، PVGIS مجموعه ای از داده های ضروری آب و هوا را برای برنامه ریزی بهینه خورشیدی فراهم می کند:

• متوسط ​​، حداقل و حداکثر دمای محیط
• سرعت و جهت باد
• رطوبت نسبی و بارش

این اطلاعات متنی پیش بینی های عملکرد را اصلاح می کند و محدودیت های خاص سایت را پیش بینی می کند. برای یک پروژه Agrivoltaic در جنوب اسپانیا ، این داده ها به شناسایی دوره هایی کمک می کند که تولید خورشیدی در حالی که همزمان با نیازهای آبیاری است ، بالاترین باشد ، بنابراین هم افزایی بین انرژی و کشاورزی را بهینه می کند.

PVGIS در عمل: توصیفات کاربر

اعداد و ویژگی ها تنها بخشی از داستان را نشان می دهد. در استفاده روزانه است که PVGISارزش واقعاً می درخشد.

تجربه یک شرکت مشاوره

سوفی یک شرکت مشاوره ای را متخصص در انرژی های تجدید پذیر در لیون اداره می کند. برای او ، PVGIS به ابزاری استراتژیک تبدیل شده است: "ما استفاده می کنیم PVGIS از مرحله قبل از پروژه برای ارزیابی سریع امکان و پتانسیل سایت. دقت تخمین ها به ما این امکان را می دهد تا بلافاصله پروژه های غیرقابل اجتناب را رد کنیم و منابع خود را بر روی کسانی که پتانسیل واقعی دارند متمرکز کنیم. "

او همچنین ارزش آن را برجسته می کند PVGIS به عنوان یک ابزار ارتباطی: "گزارش های تولید شده واضح و حرفه ای هستند ، با نمودارهای حتی کمترین مشتری های فنی می توانند درک کنند. این موضوع بحث ها را تا حد زیادی تسهیل می کند و تصمیم گیری را سرعت می بخشد."

چشم انداز یک نصب کننده

میگوئل ، یک نصب کننده خورشیدی در والنسیا به مدت 15 سال ، دیده است که کار خود را تغییر داده است PVGIS: "قبل از آن ، من ساعت ها توضیح دادم که چرا تخمین های من از رقابت قابل اطمینان تر بودند. اکنون ، من شخصی را ارائه می دهم PVGIS شبیه سازی ها به طور مستقیم ، و مکالمه بلافاصله به کیفیت و خدمات تجهیزات تغییر می کند. "

او به ویژه از توانایی مقایسه پیکربندی های مختلف قدردانی می کند: "اخیراً مشتری بین نصب استاندارد و راه حل با بهینه سازها تردید داشت. در چند کلیک ، من توانستم تفاوت تولید را در طی 25 سال به او نشان دهم و سرمایه گذاری اضافی را توجیه می کند."

چشم انداز صاحب خانه

کلارا ، صاحب خانه ای در نزدیکی بوردو ، چقدر در دسترس است PVGIS برای افراد غیر حرفه ای است: "من قصد نصب پانل های خورشیدی را داشتم ، اما اگر وعده های نصب کننده واقع بینانه بود ، می خواستم خودم را تأیید کنم. PVGIS به من اجازه داد تخمین های خودم را ارائه دهم و در جلسات تجاری سؤالات مربوطه را مطرح کنم. "

او می افزاید: "من در نهایت نصب کننده ای را که از آن استفاده می کرد انتخاب کردم PVGIS و برآوردهای آنها با تحقیقات من مطابقت داشت. این شفافیت در تصمیم من تعیین کننده بود. "

PVGIS در مقابل ابزارهای دیگر: یک مقایسه آگاهانه

در منظره ای که ابزارهای شبیه سازی خورشیدی در حال ضرب هستند ، PVGIS از چندین روش اساسی برجسته است.

PVGIS و Pvwatts (NREL)

Pvwatts ، که توسط آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر ایالات متحده ساخته شده است ، اغلب در نظر گرفته می شود PVGISهمتای آمریکایی. با استفاده از هر دو ابزار برای پروژه های بین المللی ، می توانم به تفاوت های مهم آنها برسم:

• PVGIS وضوح مکانی دقیق تر در اروپا و آفریقا را ارائه می دهد ، در حالی که PvWatts به طور کلی در آمریکای شمالی دقیق تر است
• در PVGIS24 رابط بصری تر است و گزینه های سفارشی سازی بیشتری را ارائه می دهد
• PvWatts رویکردی ساده تر ، گاهی با هزینه دقت ارائه می دهد

یک مهندس کانادایی که من در یک پروژه مرزی با او کار کردم ، وضعیت را به خوبی خلاصه می کند: "ما از PvWatts برای پروژه های آمریکایی خود استفاده می کنیم PVGIS برای اروپایی ما این تفاوت نه چندان در کیفیت کلی مانند دقت منطقه ای داده های اساسی نهفته است. "

PVGIS و نرم افزار تجاری تخصصی

راه حل هایی مانند شفق قطبی یا هلیوسکوپ ویژگی های طراحی و مدل سازی سه بعدی پیشرفته را ارائه می دهند ، اما با هزینه قابل توجهی بالاتر. PVGISقدرت در نسبت هزینه و سود بسیار عالی آن نهفته است:

• دسترسی فوری بدون نصب نرم افزار
• منحنی یادگیری بسیار سریعتر
• منابع داده قابل اعتماد و شفاف
• نسخه نهادی رایگان برای نیازهای اساسی

"برای پروژه های مسکونی و تاسیسات تجاری کوچک ، PVGIS هر آنچه را که ما نیاز داریم ارائه می دهد ، "رابرتو ، یک نصب کننده در ایتالیا توضیح می دهد." ما نرم افزار پیچیده تری را برای پروژه های بزرگ صنعتی رزرو می کنیم که در آن مدل سازی دقیق سایه نزدیک سرمایه گذاری اضافی را توجیه می کند. "

تکامل PVGIS: نگاهی به آینده

پیشرفت های اخیر

آخرین نسخه از PVGIS ویژگی های بسیار پیش بینی شده را معرفی کرده اند:

• ادغام داده های ماهواره ای اخیر و با وضوح بالاتر
• مدل های عملکردی بهبود یافته برای فن آوری های نوظهور
• ابزارهای پیشرفته برای تجزیه و تحلیل سیستم ها با ذخیره سازی
• رابط بصری تر و پاسخگوتر در PVGIS24

در یک کنفرانس انرژی تجدید پذیر اخیر در بارسلونا ، یک محقق JRC کار پشت صحنه را پشت این پیشرفت ها ارائه داد: " PVGIS بروزرسانی هزاران ساعت اعتبار سنجی و مقایسه با داده های واقعی از نصب های موجود را نشان می دهد. این سخت گیری علمی همان چیزی است که قابلیت اطمینان تخمین ها را تضمین می کند. "

چشم اندازهای آینده

چندین پیشرفت امیدوار در نسخه های آینده پیش بینی می شود:

• ادغام پیشرفته تر سیستم های ترکیبی (فتوولتائیک + باد)
• مدل سازی تصفیه شده فن آوری های دوجنسگرا
• ابزارهای خاص برای برنامه های Agrivoltaic
• تجزیه و تحلیل دقیق تر از تأثیر تغییرات آب و هوا بر عملکرد بلند مدت

مهندس درگیر در توسعه PVGIS24 اخیراً به من گفت: "ما در حال کار بر روی ویژگی هایی هستیم که امکان شبیه سازی استراتژی های پیشرفته خود را ، ادغام وسایل نقلیه برقی و سیستم های خانه هوشمند فراهم می کند. هدف این است که از انتقال به سمت سیستم های انرژی یکپارچه تر و انعطاف پذیر پشتیبانی کنیم."

نتیجه گیری: PVGIS، ستون انتقال انرژی

فراتر از ویژگی های فنی آن ، PVGIS نشان دهنده یک پیشرفت اساسی در دموکراتیک سازی انرژی خورشیدی است. با ساختن داده ها و ابزارهایی که یک بار برای متخصصان قابل دسترسی است ، به تسریع در استقرار انرژی های تجدید پذیر در سراسر جهان کمک می کند.

برای متخصصان ، PVGIS به یک همراه روزانه تبدیل شده است که تخمین را قابل اطمینان تر می کند و اعتبار پروژه را افزایش می دهد. برای افراد ، این یک پنجره به پتانسیل خورشیدی محیط آنها است ، ابزاری برای توانمندسازی که امکان انتخاب انرژی آگاهانه را فراهم می کند.

همانطور که النا ، محقق انتقال انرژی ، فصاحت خلاصه می کند: "PVGIS کاملاً مظهر روحیه نوآوری اروپایی در خدمت منافع مشترک است. با تبدیل داده های علمی پیچیده به اطلاعات در دسترس و عملی ، به طور مشخص به ایجاد آینده انرژی پایدار و غیرمتمرکز تر کمک می کند. "

آیا شما در حال کشف هستید PVGIS امروزه یا سالها از آن استفاده کرده اید ، یک چیز مسلم است: این ابزار به تکامل و رشد خود ادامه خواهد داد ، و منعکس کننده پیشرفت های یک بخش خورشیدی به سرعت در حال توسعه و حمایت از انتقال انرژی جهانی با دقت و قابلیت اطمینان برای آن است.

این مقاله با همکاری منظم نوشته شده است PVGIS کاربران در سراسر اروپا ، آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی از جمله محققان ، نصب کننده های خورشیدی و شرکت های مشاوره تخصصی. تجربیات و دیدگاه های زندگی واقعی آنها هر بخش از این ارائه را غنی می کند.