Անվանական հզորությունը և ստանդարտ փորձարկման պայմանները (STC)
Ֆոտովոլտային մոդուլի արդյունավետությունը սովորաբար չափվում է Ստանդարտ փորձարկման պայմաններով (STC), որոնք սահմանված են IEC 60904-1 ստանդարտով.
- Ճառագայթումը 1000 Վտ/մ² (օպտիմալ արևի լույս)
- Մոդուլի ջերմաստիճանը 25°C
- Ստանդարտացված լույսի սպեկտր (IEC 60904-3)
Երկկողմանի մոդուլները, որոնք լույս են գրավում երկու կողմից, կարող են բարելավել արտադրությունը հողի արտացոլման միջոցով (ալբեդո): PVGIS Դեռևս չի մոդելավորում այս մոդուլները, բայց մոտեցումներից մեկն է օգտագործել BNPI (Երկդիմաց անվանման տախտակի ճառագայթում), որը սահմանվում է որպես. P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0,135), որտեղ φ-ը երկդիմացության գործակիցն է:
Երկդիմաց մոդուլների սահմանափակումները. Հարմար չէ շենքում ինտեգրված կայանքների համար, որտեղ մոդուլի հետևի մասը խցանված է: Փոփոխական կատարողականություն՝ կախված կողմնորոշումից (օրինակ՝ Հյուսիս-Հարավ առանցք դեպի Արևելք-Արևմուտք):
ՖՎ մոդուլների փաստացի հզորության գնահատում
ՖՎ պանելների իրական աշխատանքային պայմանները տարբերվում են ստանդարտ (STC) պայմաններից, ինչը ազդում է ելքային հզորության վրա: PVGIS.COM կիրառում է մի քանի ուղղումներ՝ այս փոփոխականները ներառելու համար:
1. Լույսի արտացոլումը և անկման անկյունը
Երբ լույսը հարվածում է ՖՎ մոդուլին, մի մասն արտացոլվում է առանց էլեկտրականության վերածվելու: Որքան սուր է անկման անկյունը, այնքան մեծ է կորուստը:
- Ազդեցությունը արտադրության վրա. Միջին հաշվով, այս էֆեկտը հանգեցնում է 2-ից 4%-ի կորուստ, որը կրճատվում է արևային հետևող համակարգերի համար:
2. Արեգակնային սպեկտրի ազդեցությունը ՖՎ արդյունավետության վրա
Արևային մարտկոցները զգայուն են լուսային սպեկտրի որոշակի ալիքի երկարությունների նկատմամբ, որոնք տարբերվում են PV տեխնոլոգիայով.
- Բյուրեղային սիլիցիում (c-Si): Զգայուն է ինֆրակարմիր և տեսանելի լույսի նկատմամբ
- CdTe, CIGS, a-Si: Տարբեր զգայունություն, ինֆրակարմիր ճառագայթում նվազեցված արձագանքով
Սպեկտրի վրա ազդող գործոններ. Առավոտյան և երեկոյան լույսն ավելի կարմիր է:
Ամպամած օրերը մեծացնում են կապույտ լույսի համամասնությունը: Սպեկտրային էֆեկտն ուղղակիորեն ազդում է ՖՎ հզորության վրա: PVGIS.COM օգտագործում է արբանյակային տվյալները՝ այս տատանումները կարգավորելու համար և ինտեգրում է այդ ուղղումները իր հաշվարկներում:
ՖՎ հզորության կախվածությունը ճառագայթումից և ջերմաստիճանից
Ջերմաստիճան և արդյունավետություն
ՖՎ վահանակների արդյունավետությունը նվազում է մոդուլի ջերմաստիճանի հետ՝ կախված տեխնոլոգիայից.
Բարձր ճառագայթման դեպքում (>1000 Վտ/մ²), մոդուլի ջերմաստիճանը բարձրանում է. Արդյունավետության կորուստ
Ցածր ճառագայթման դեպքում (<400 Վտ/մ²), արդյունավետությունը տատանվում է՝ կախված ՖՎ բջիջի տեսակից
Մոդելավորումը PVGIS.COM
PVGIS.COM կարգավորում է ՖՎ հզորությունը՝ հիմնվելով ճառագայթման (G) և մոդուլի ջերմաստիճանի (Tm) վրա՝ օգտագործելով մաթեմատիկական մոդելը (Huld et al., 2011):
P = (G/1000) * A * eff (G, Tm)
Յուրաքանչյուր ՖՎ տեխնոլոգիային հատուկ գործակիցները (c-Si, CdTe, CIGS) բխում են փորձարարական չափումներից և կիրառվում են. PVGIS.COM սիմուլյացիաներ.
ՖՎ մոդուլների ջերմաստիճանի մոդելավորում
- Մոդուլի ջերմաստիճանի վրա ազդող գործոններ (Tm)
- Շրջակա օդի ջերմաստիճանը (Ta)
- Արեգակնային ճառագայթում (G)
- Օդափոխում (Վտ) – Ուժեղ քամին սառեցնում է մոդուլը
-
Ջերմաստիճանի մոդելը PVGIS (Ֆայման, 2008):
Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
U0 և U1 գործակիցները տարբերվում են ըստ տեղադրման տեսակի.
| ՖՎ տեխնոլոգիա | Տեղադրում | U0 (W/°C-m²) | U1 (Ws/°C-m³) |
|---|---|---|---|
| գ-Սի | Ազատ կանգնած | 26.9 | 26.9 |
| գ-Սի | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CIGS | Ազատ կանգնած | 22.64 | 22.64 |
| CIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CdTe | Ազատ կանգնած | 23.37 | 23.37 |
| CdTe | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Համակարգի կորուստներ և ՖՎ մոդուլների ծերացում
Նախորդ բոլոր հաշվարկներն ապահովում են հզորությունը մոդուլի մակարդակում, սակայն պետք է հաշվի առնել այլ կորուստներ.
- Փոխակերպման կորուստներ (ինվերտոր)
- Հաղորդալարերի կորուստներ
- Մոդուլների միջև հզորության տարբերությունը
- ՖՎ վահանակների ծերացում
Ըստ Jordan & Kurtz-ի (2013) ուսումնասիրության՝ ՖՎ վահանակները տարեկան կորցնում են էներգիայի միջինը 0,5%-ը: 20 տարի անց դրանց հզորությունը կրճատվում է մինչև սկզբնական արժեքի 90%-ը։
- PVGIS.COM խորհուրդ է տալիս մուտքագրել համակարգի սկզբնական կորուստը 3% առաջին տարվա համար՝ հաշվի առնելով համակարգի դեգրադացիան, այնուհետև տարեկան 0,5%:
Այլ գործոններ, որոնք հաշվի չեն առնվում PVGIS
Որոշ ազդեցություններ ազդում են ՖՎ-ի արտադրության վրա, բայց ներառված չեն PVGIS:
- Ձյունը վահանակների վրա. Կտրուկ նվազեցնում է արտադրությունը. Կախված է ձյան տեղումների հաճախականությունից և տևողությունից:
- Փոշու և կեղտի կուտակում. Նվազեցնում է ՖՎ հզորությունը՝ կախված մաքրումից և տեղումներից:
- Մասնակի ստվերում. Ուժեղ ազդեցություն ունի, եթե մոդուլը ստվերված է: Այս ազդեցությունը պետք է կառավարվի ՖՎ տեղադրման ժամանակ:
Եզրակացություն
Ֆոտովոլտային մոդելավորման և արբանյակային տվյալների առաջընթացի շնորհիվ, PVGIS.COM թույլ է տալիս ճշգրիտ գնահատել ՖՎ մոդուլների ելքային հզորությունը՝ հաշվի առնելով բնապահպանական և տեխնոլոգիական ազդեցությունները:
Ինչու օգտագործել PVGIS.COM?
Ճառագայթման և մոդուլի ջերմաստիճանի առաջադեմ մոդելավորում
Կլիմայական և սպեկտրալ տվյալների վրա հիմնված ուղղումներ
Համակարգի կորուստների և վահանակների ծերացման հուսալի գնահատում
Յուրաքանչյուր տարածաշրջանի համար արևային արտադրության օպտիմիզացում