חישוב כוחם של מודולים פוטו -וולטאיים

כוח נומינלי ותנאי בדיקה סטנדרטיים (STC)

הביצועים של מודול פוטו-וולטאי נמדדים בדרך כלל בתנאי בדיקה סטנדרטיים (STC), המוגדרים על ידי תקן IEC 60904-1:

• חריבה של 1000 W/m² (אור שמש אופטימלי)
• טמפרטורת המודול ב 25 מעלות צלזיוס
• ספקטרום אור סטנדרטי (IEC 60904-3)

מודולים דו -פסיאליים, הלוכדים אור משני הצדדים, יכולים לשפר את הייצור באמצעות השתקפות קרקעית (אלבדו). PVGIS עדיין לא מדגמן מודולים אלה, אך גישה אחת היא להשתמש ב- BNPI (הקרנת לוחית דו -פסיאלית), המוגדרת כ: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0.135), כאשר φ הוא גורם הביפיות.

מגבלות של מודולים דו -פנים: לא מתאים להתקנות משולבות בניין בהן חסימת החלק האחורי של המודול. ביצועים משתנים בהתאם לכיוון (למשל, ציר צפון-דרום עם מזרח-מערב פונה).

הערכת הכוח בפועל של מודולי PV

תנאי ההפעלה בפועל של לוחות PV שונים מתנאים סטנדרטיים (STC), המשפיעים על כוח הפלט. PVGIS.COM מיישם מספר תיקונים כדי לשלב משתנים אלה.

1. השתקפות וזווית שכיחות האור

כאשר האור פוגע במודול PV, חלק משתקף מבלי להמיר לחשמל. ככל שזווית השכיחות חריפה יותר, כך האובדן גדול יותר.

• השפעה על הייצור: בממוצע, השפעה זו גורמת לאובדן של 2 עד 4%, ומופחתת עבור מערכות מעקב סולארי.

2. השפעת ספקטרום השמש על יעילות ה- PV

פאנלים סולאריים רגישים לאורכי גל מסוימים של ספקטרום האור, המשתנים על ידי טכנולוגיית PV:

• סיליקון גבישי (C-SI): רגיש לאור אינפרא אדום ונראה לעין
• CDTE, CIGS, A-SI: רגישות שונה, עם תגובה מופחתת באינפרא אדום

גורמים המשפיעים על הספקטרום: אור בוקר וערב אדום יותר.

ימים מעוננים מגדילים את שיעור האור הכחול. האפקט הספקטרלי משפיע ישירות על כוח ה- PV. PVGIS.COM משתמש בנתוני לוויין כדי להתאים וריאציות אלה ומשלב תיקונים אלה בחישובים שלהם.

תלות של כוח PV בהקרנות וטמפרטורה

טמפרטורה ויעילות

היעילות של לוחות PV פוחתת עם טמפרטורת המודול, תלוי בטכנולוגיה:

בהקרנות גבוהה (>1000 w/m²), טמפרטורת המודול עולה: אובדן היעילות

בהקרנות נמוכה (<400 w/m²)היעילות משתנה בהתאם לסוג תא ה- PV

דוגמנות פנימה PVGIS.COM

PVGIS.COM מתאים את כוח ה- PV על בסיס הקרנות (G) וטמפרטורת המודול (TM) באמצעות מודל מתמטי (Huld et al., 2011):

P = (g/1000) * a * eff (g, tm)

המקדמים הספציפיים לכל טכנולוגיית PV (C-SI, CDTE, CIGS) נגזרים ממדידות ניסיוניות ומוחלים עליה PVGIS.COM הדמיות.

דוגמנות הטמפרטורה של מודולי PV

• גורמים המשפיעים על טמפרטורת המודול (TM)
• טמפרטורת אוויר אווירה (TA)
• קרינת סולארית (G)
• אוורור (W) - רוח חזקה מקררת את המודול
• מודל טמפרטורה ב PVGIS (פיימן, 2008):

  Tm = ta + g / (u0 + u1w)
  המקדמים U0 ו- U1 משתנים בהתאם לסוג ההתקנה:

טכנולוגיית PV	הַתקָנָה	U0 (w/° c-m²)	U1 (WS/° C-M³)
c-si	בודד	26.9	26.9
c-si	BIPV/BAPV	20.0	20.0
סיגריות	בודד	22.64	22.64
סיגריות	BIPV/BAPV	20.0	20.0
CDTE	בודד	23.37	23.37
CDTE	BIPV/BAPV	20.0	20.0

הפסדי מערכת והזדקנות של מודולי PV

כל החישובים הקודמים מספקים את הכוח ברמת המודול, אך יש לקחת בחשבון הפסדים אחרים:

• הפסדי המרה (מהפך)
• הפסדי חיווט
• הבדלים בכוח בין מודולים
• הזדקנות לוחות ה- PV

על פי המחקר שנערך על ידי Jordan & Kurtz (2013), לוחות PV מפסידים בממוצע 0.5% מהספק בשנה. לאחר 20 שנה, כוחם מצטמצם ל 90% מערכם הראשוני.

• PVGIS.COM ממליץ להיכנס לאובדן מערכת ראשוני של 3% בשנה הראשונה כדי להסביר את השפלות המערכת, ואז 0.5% לשנה.

גורמים אחרים שלא נחשבים ב PVGIS

חלק מההשפעות משפיעות על ייצור ה- PV אך אינן כלולות ב PVGIS:

• שלג על הפאנלים: מקטין באופן דרסטי את הייצור. תלוי בתדירות ובמשך תקופת השלג.
• הצטברות אבק ולכלוך: מוריד את כוח ה- PV, תלוי בניקוי ומשקעים.
• הצללה חלקית: יש השפעה חזקה אם מודול מוצל. יש לנהל השפעה זו במהלך התקנת PV.

מַסְקָנָה

הודות להתקדמות במודלים פוטו -וולטאיים ונתוני לוויין, PVGIS.COM מאפשר הערכה מדויקת של כוח הפלט של מודולי PV על ידי התחשבות בהשפעות סביבתיות וטכנולוגיות.

למה להשתמש PVGIS.COM?

דוגמנות מתקדמת של ההקרנות וטמפרטורת המודול

תיקונים המבוססים על נתונים אקלימיים וספקטרליים

הערכה אמינה של הפסדי המערכת והזדקנות הפאנלים

אופטימיזציה של ייצור סולארי לכל אזור