Nafnafl og staðalprófunarskilyrði (STC)
Afköst ljósvakaeiningar eru almennt mæld samkvæmt stöðluðum prófunarskilyrðum (STC), skilgreind af IEC 60904-1 staðlinum:
- Geislun 1000 W/m² (ákjósanlegt sólarljós)
- Hitastig einingarinnar við 25°C
- Staðlað ljósróf (IEC 60904-3)
Tvíhliða einingar, sem fanga ljós á báðum hliðum, geta bætt framleiðslu með endurspeglun jarðar (albedo). PVGIS gerir ekki enn fyrirmynd af þessum einingum, en ein aðferðin er að nota BNPI (Bifacial Nameplate Irradiance), skilgreint sem: P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0,135), þar sem φ er tvíhliða þátturinn.
Takmarkanir tvíhliða eininga: Hentar ekki fyrir byggingarsamþættar uppsetningar þar sem bakhlið einingarinnar er hindruð. Breytileg frammistaða fer eftir stefnu (td norður-suður ás sem snýr að austur-vestur).
Mat á raunverulegu afli PV eininga
Raunveruleg rekstrarskilyrði PV spjöld eru frábrugðin stöðluðum (STC) skilyrðum, sem hefur áhrif á framleiðsla. PVGIS.COM beitir nokkrum leiðréttingum til að fella þessar breytur inn.
1. Endurspeglun og innfallshorn ljóss
Þegar ljós lendir á PV-einingu endurkastast hluti án þess að breytast í rafmagn. Því skárra sem innfallshornið er, því meiri er tapið.
- Áhrif á framleiðslu: Að meðaltali veldur þessi áhrif tap upp á 2 til 4%, minnkað fyrir sólarorkukerfi.
2. Áhrif sólarrófsins á PV skilvirkni
Sólarplötur eru viðkvæmar fyrir ákveðnum bylgjulengdum ljósrófsins, sem eru mismunandi eftir PV tækni:
- Kristallaður sílikon (c-Si): Næmur fyrir innrauðu og sýnilegu ljósi
- CdTe, CIGS, a-Si: Mismunandi næmi, með minni svörun í innrauða
Þættir sem hafa áhrif á litrófið: Morgun- og kvöldljós er rauðara.
Skýjaðir dagar auka hlutfall blátt ljóss. Litrófsáhrifin hafa bein áhrif á PV afl. PVGIS.COM notar gervihnattagögn til að stilla þessi afbrigði og samþættir þessar leiðréttingar inn í útreikninga sína.
Háð PV afl af geislun og hitastigi
Hitastig og skilvirkni
Skilvirkni PV spjöld minnkar með hitastigi eininga, allt eftir tækninni:
Við mikla geislun (>1000 W/m²), hitastig mát hækkar: Tap á skilvirkni
Við lága geislun (<400 W/m²), skilvirkni er mismunandi eftir gerð PV frumu
Módelgerð í PVGIS.COM
PVGIS.COM stillir PV afl byggt á geislun (G) og hitaeiningum (Tm) með því að nota stærðfræðilegt líkan (Huld o.fl., 2011):
P = (G/1000) * A * eff(G, Tm)
Stuðlarnir sem eru sérstakir fyrir hverja PV tækni (c-Si, CdTe, CIGS) eru fengnir úr tilraunamælingum og notaðir á PVGIS.COM uppgerð.
Líkanagerð á hitastigi PV eininga
- Þættir sem hafa áhrif á hitastig einingarinnar (Tm)
- Umhverfishiti (Ta)
- Sólargeislun (G)
- Loftræsting (W) – Mikill vindur kælir eininguna
-
Hitastig módel inn PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
Stuðlarnir U0 og U1 eru mismunandi eftir gerð uppsetningar:
| PV tækni | Uppsetning | U0 (W/°C-m²) | U1 (Ws/°C-m³) |
|---|---|---|---|
| c-Si | Frístandandi | 26.9 | 26.9 |
| c-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CIGS | Frístandandi | 22.64 | 22.64 |
| CIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CdTe | Frístandandi | 23.37 | 23.37 |
| CdTe | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Kerfistap og öldrun PV eininga
Allir fyrri útreikningar veita kraftinn á einingastigi, en taka verður tillit til annarra tapa:
- Viðskiptatap (inverter)
- Tap á raflögnum
- Mismunur á krafti milli eininga
- Öldrun PV spjaldanna
Samkvæmt rannsókn Jordan & Kurtz (2013), missa PV spjöld að meðaltali 0,5% af afli á ári. Eftir 20 ár er afl þeirra minnkað í 90% af upphafsgildi þeirra.
- PVGIS.COM mælir með því að færa inn 3% kerfistap fyrsta árið til að taka tillit til kerfisrýrnunar, síðan 0,5% á ári.
Aðrir þættir sem ekki er tekið tillit til í PVGIS
Sum áhrif hafa áhrif á PV framleiðslu en eru ekki innifalin í PVGIS:
- Snjór á spjöldum: Dregur verulega úr framleiðslu. Fer eftir tíðni og lengd snjókomu.
- Uppsöfnun ryks og óhreininda: Dregur úr PV afl, allt eftir hreinsun og úrkomu.
- Hlutaskygging: Hefur mikil áhrif ef eining er skyggð. Þessum áhrifum verður að stjórna meðan á PV uppsetningu stendur.
Niðurstaða
Þökk sé framfarir í ljósavirkjagerð og gervihnattagögnum, PVGIS.COM gerir ráð fyrir nákvæmu mati á framleiðsluafli PV eininga með því að taka tillit til umhverfis- og tæknilegra áhrifa.
Hvers vegna nota PVGIS.COM?
Háþróuð líkan af geislun og hitaeiningum
Leiðréttingar byggðar á loftslags- og litrófsgögnum
Áreiðanlegt mat á kerfistapi og öldrun spjaldanna
Hagræðing sólarframleiðslu fyrir hvert svæði