Споредување на различни фотоволтаични конфигурации со PVGIS: Уметноста на сончевата оптимизација

Кога почнав да дизајнирам фотоволтаични инсталации пред околу петнаесет години, споредувањето на различни конфигурации беше речиси прашање на интуиција. Се потпиравме на емпириски правила, груби пресметки и големо искуство на терен. Пристигнувањето на PVGIS го трансформираше овој занаетчиски пристап во прецизна наука, овозможувајќи ни виртуелно да истражиме десетици конфигурации пред да го инсталираме првиот панел. Оваа методолошка револуција не само што ги подобри перформансите на системот, туку и значително ја зголеми довербата на клиентите во нашите препораки.

Уметноста на соларната споредба: зошто е тоа од суштинско значење

Пред нуркање во PVGISТехничките детали, ајде да одвоиме малку време за да разбереме зошто споредувањето на различни конфигурации е толку фундаментално за секој фотоволтаичен проект.

Надвор од југ: Митот за единствена конфигурација

„Сè што ви треба е да се соочите со панелите на југ со навалување од 30°“ - ова прекумерно поедноставување долго доминираше во дискусиите за сончевата енергија. Реалноста е многу поизразена, како што открив за време на станбен проект во близина на Лион.

Сопственикот на куќата, Пјер, бил убеден дека неговиот покрив од исток-запад е несоодветен за фотоволтаици. „Можеби и да почекам додека не можам повторно да го поправам покривот“, ми рече тој на нашата прва средба. Со користење на PVGIS за да споредам различни конфигурации, покажав дека инсталацијата поделена на двете косини на покривот би произведувала само 12% помалку од хипотетичката низа свртена кон југ, истовремено нудејќи порамномерна дистрибуција на производство во текот на денот - значајна предност за неговиот профил на само-потрошувачка.

„Она што изгледаше како недостаток се покажа како можност“, ми рече Пјер шест месеци по инсталацијата, задоволен што го виде неговото соларно производство совршено усогласено со неговите утрински и вечерни потреби за енергија.

Комплексната равенка на сончевата оптимизација

Изведбата на фотоволтаична инсталација зависи од мноштво меѓузависни фактори:

• Ориентација и навалување на модулот
• Користена технологија на панели
• Монтажна конфигурација (монтирана на покрив, BIPV, монтирана на земја)
• Локални климатски услови
• Ограничувања за засенчување блиски и далечни
• Профил на потрошувачка на енергија
• Економски и естетски размислувања

Секој од овие параметри може да се прилагоди, создавајќи речиси бесконечен број можни комбинации. Без алатка како PVGIS, методичното истражување на овие опции би било практично невозможно.

Како што објаснува Софија, соларен инженер во Барселона: „Претходно PVGIS, можевме да истражиме само две или три конфигурации поради временските ограничувања и алатките. Денес, лесно можеме да споредиме десетина и да го идентификуваме оној кој навистина ја максимизира вредноста на проектот за клиентот“.

PVGIS како виртуелна лабораторија: Методологија на споредба

PVGIS го претвора вашиот компјутер во вистинска лабораторија за соларни експерименти, овозможувајќи ви да тестирате различни хипотези без да го напуштите вашето биро.

Воспоставување на референтна конфигурација

Првиот чекор во ефективна споредба е да се воспостави референтна конфигурација според која ќе се мерат сите други. За комерцијален проект во Германија, започнав со моделирање на „класичното“ решение: кон југ, наклон од 35°, стандардни кристални силиконски модули.

Оваа референца служеше како контролна точка за евалуација на алтернативите. „Тоа е како да поставите контрола во научен експеримент“, објаснува Томас, истражувач за обновливи извори на енергија. „Без таа заедничка референца, споредбите губат важност“.

PVGIS го олеснува овој пристап со тоа што ви дозволува да ги зачувате вашите референтни параметри и потоа да ги дотерувате еден по еден за да го измерите специфичното влијание на секоја променлива.

Изолирање на променливи за значајна анализа

Клучот за ефективна споредба е менувањето на само еден параметар во исто време. На еден агроволтаичен проект во јужна Шпанија, методично го истраживме влијанието на различните висини на инсталацијата врз излезот на енергијата, додека сите други параметри беа константни.

Овој пристап ни овозможи да идентификуваме оптимална висина од 4,2 метри што го максимизираше производството на електрична енергија и земјоделскиот принос под панелите. „Без таа ригорозна параметарска анализа, веројатно би избрале стандардни 3 метри, жртвувајќи речиси 7% од годишното производство“, се сеќава Хуан, агроном на проектот.

PVGIS24 особено го олеснува овој метод со неговата карактеристика за споредба рамо до рамо, овозможувајќи истовремена визуелизација на резултатите од различни конфигурации.

Визуелизирање на сезонски разлики

Еден од PVGISГлавната предност на компаративната анализа е неговата способност да ги прикажува производните трендови во текот на годината. Оваа временска димензија често открива нијанси невидливи во едноставни годишни збирки.

За секундарен дом во Прованса, окупиран главно во лето, споредивме две конфигурации: едната оптимизирана за вкупното годишно производство, другата за врвното летно производство. Разликата во годишниот принос беше минимална (3%), но „летната“ конфигурација генерира 14% повеќе електрична енергија во текот на месеците на користење, што значително ја зголеми само-потрошувачката и профитабилноста на проектот.

„Месечниот PVGIS графиконите беа одлучувачки за мојата одлука“, вели сопственичката на куќата, Клер. „Гледајќи точно како производството е усогласено со периодите на моето присуство го трансформираше мојот поглед на проектот“.

Студии на случај: Кога споредбата го открива неочекуваното

Споредбите направени со PVGIS понекогаш даваат изненадувачки резултати кои ги оспоруваат претпоставките и отвораат нови перспективи.

Случајот за урбана зграда во Барселона

Еден особено незаборавен проект вклучуваше станбена зграда во центарот на Барселона. Терасата на покривот нудеше ограничен простор и требаше да ја одредиме оптималната конфигурација за напојување на заедничките простории.

Споредивме три пристапи со PVGIS:

1• Панели навалени за 35° свртени кон југ („класична“ конфигурација)

2• Панели рамни на тераса (0° навалување)

3• Систем исток-запад со панели навалени 10° еден до друг

Изненадувањето дојде од третата опција, која во тоа време ретко се разгледуваше. Иако произведуваше 8% помалку енергија годишно од класичното поставување, дозволи 70% повеќе инсталиран капацитет на истиот отпечаток, што резултираше со значително поголем вкупен принос. Дополнително, побалансираното дневно производство совршено одговараше на потребите на зградата.

„Оваа споредба целосно го промени нашиот пристап кон урбаните инсталации“, признава Мигел, архитект на проектот. „Без PVGIS, никогаш сериозно не би ја разгледале оваа конфигурација, која оттогаш стана наш стандард за тераси на покривот“.

Енигмата на алпската вила

Друг фасцинантен случај вклучува изолирана вила на швајцарските Алпи, која главно се користи во зима како скијалиште. Сопственикот сакаше да ја максимизира енергетската автономија за време на критичниот период на голема побарувачка за греење, но мала сончева светлина.

Ние користевме PVGIS да се споредат радикално различни конфигурации:

1• Стандарден покривен систем (35° јужно)

2• Речиси вертикални панели (70° јужно)

3• Вертикални панели на јужната фасада

4• Комбинација на покривни и фасадни панели

Резултатите ги надополнија нашите очекувања: вертикалната фасадна конфигурација, која обично се смета за неоптимална, произведе 2,8 пати повеќе енергија во декември и јануари од стандардната инсталација. Оваа драматична разлика се должи на рефлексијата на снегот и оптималниот агол на инциденца на ниското зимско сонце.

“PVGIS ни овозможи прецизно да го квантифицираме она што локалното искуство го сугерира“, објаснува Ханс, инсталатер специјализиран за планински области. „Сега систематски препорачуваме мешани инсталации на покрив-фасада за вили на голема надморска височина, поткрепени со конкретни податоци за да го оправдаме овој неконвенционален пристап“.

Дилемата за следење на Сонцето во Португалија

За земјоделски проект во регионот Алентехо во Португалија, прашањето беше дали да се инвестира во соларни тракери наместо во фиксна инсталација. Интуицијата сугерираше значителна добивка, но дополнителните трошоци беа значителни.

Користење на PVGIS, прецизно споредивме:

1• Оптимизирана фиксна инсталација (на југ, 30°)

2• Тракер со една оска (исток-запад)

3• Тракер со две оски (целосна)

Симулацијата откри дека тракерот со една оска нуди зголемување на производството од 27% во однос на фиксниот систем, додека дво-оската додаде само 4% повеќе. Оваа прецизна анализа го оправда инвестирањето во системот со една оска, истовремено исклучувајќи ја покомплексната опција со двојна оска.

„Без оваа детална споредба, можеби би го избрале наједноставното решение од претпазливост или најкомплексното поради технолошка преголема самодоверба“, признава Антонио, сопственик на фарма. “PVGIS ни помогна да ја најдеме вистинската рамнотежа помеѓу инвестициите и перформансите“.

Напредни техники за споредба со PVGIS

Покрај основните споредби, PVGIS нуди напредни карактеристики кои значително ја усовршуваат компаративната анализа.

Вклучување на економските аспекти во споредба

PVGIS24 ви овозможува да вклучите економски параметри во компаративната анализа, претворајќи ги киловат-часовите во евра или долари - јазик кој често е поубедлив за носителите на одлуки.

За индустриски проект во Италија, споредивме различни технологии на модули (стандардни, високоефикасни, бифацијални) не само во однос на производството, туку и во однос на повратот на инвестицијата. Иако бифацијалните модули чинат 15% повеќе, PVGIS симулацијата покажа дека тие го скратиле периодот на враќање за 8 месеци благодарение на нивниот супериорен резултат.

„На PVGIS-Генерираните споредбени графикони на готовински текови беа одлучувачки за убедување на нашиот одбор“, вели Џулија, оперативен директор. „Гледајќи ја 25-годишната финансиска траекторија, предноста на двофацијалните модули веднаш стана јасна и покрај нивната повисока почетна цена.

Споредување на перформансите во реалниот свет

А особено вреден PVGIS карактеристика е неговата способност да интегрира детални временски податоци во споредби, вклучувајќи температура, облачно покривање и други фактори кои влијаат на перформансите.

За еден проект во Мароко, споредивме различни технологии на модули конкретно во однос на нивното однесување при екстремна топлина. Симулацијата откри дека некои модули изгубиле до 22% од нивната теоретска ефикасност во најтоплите денови, додека други дизајнирани за топла клима ја ограничиле таа загуба на 14%.

„Оваа споредба на реалните услови не спаси од скапа грешка“, потврдува Рашид, развивач на проектот. „Модулите што изгледаа најдобро на хартија се покажаа помалку прилагодени на нашата специфична клима“.

Анализирање на влијанието на засенчување во различни конфигурации

Засенчувањето често е Ахиловата пета на фотоволтаичните инсталации. PVGIS ви овозможува да споредите различни стратегии за да го минимизирате неговото влијание.

За станбен проект опкружен со дрвја во Германија користевме PVGIS да се споредат три пристапи:

1• Стандарден систем со централен инвертер

2• Оптимизатори на моќност на секој панел

3• Микроинвертери

Симулацијата покажа дека во ова специфично сценарио за делумно засенчување, растворот на микроинвертер ќе произведе 18% повеќе електрична енергија во текот на 25 години, што лесно ќе ја оправда неговата повисока почетна цена.

„Она што ме убеди беше да ја видам разликата во производството од месец во месец“, објаснува Маркус, сопственикот на куќата. „Во текот на зимските месеци, кога сонцето е ниско, а сенките се долги, јазот достигна 27% - токму кога најмногу ми треба струја.

Практични совети за ефективни споредби

По стотици проекти користејќи PVGIS како алатка за споредба, развив некои најдобри практики кои можат да ви заштедат драгоцено време.

Структурирање на вашиот компаративен пристап

За да избегнете да се изгубите во безброј можности, прифатете структуриран пристап:

1• Јасно дефинирајте ги вашите примарни цели (максимизирање на годишното производство? Оптимизирање за одредени сезони? Минимизирање на почетната инвестиција?)

2• Воспоставете реална референтна конфигурација која одговара на локацијата

3• Истражувајте ги варијациите по категории (ориентација/навалување, технологии, системи за монтирање)

4• Систематски документирајте ги резултатите од секоја симулација

За проект на заедницата во Франција, овој пристап ни овозможи да истражиме 18 различни конфигурации во еден ден, идентификувајќи решение што го зголеми производството за 12% без дополнителни трошоци.

„Методолошката строгост ја прави целата разлика“, потврдува Изабел, соларен инженер. „Без структура, ризикувате да ги споредувате конфигурациите по случаен избор и да пропуштите важни оптимизации“.

Избегнување на заеднички стапици за споредување

Некои грешки често се повторуваат во компаративните анализи:

• Споредување на различни инсталирани капацитети без нормализирање на резултатите
• Занемарување на загубите на системот кои може да се разликуваат според конфигурацијата
• Фокусирајќи се исклучиво на годишното производство, игнорирајќи ја временската дистрибуција
• Заборавајќи да ги вклучите стапките на деградација специфични за технологијата

За време на обуката што ја водев за инсталатери во Шпанија, еден учесник сподели раскажувачка анегдота: „Бев убеден дека ја најдов совршената конфигурација додека не сфатив дека споредив систем од 5 kW со систем од 4,8 kW без нормализирање на резултатите. Таа грешка од 4% можеше да го насочи мојот клиент кон неоптимално решение“.

Ефикасно соопштување на споредбените резултати

Најдобрата споредба е важна само ако носителите на одлуки ја разберат. PVGIS24 нуди неколку алатки за визуелизација кои ја олеснуваат комуникацијата:

• Табели рамо до рамо за непосредна визуелна споредба
• Збирни табели кои ги истакнуваат клучните разлики
• Прилагодени извештаи кои ги содржат најрелевантните елементи

За општински проект во Италија, подготвивме поедноставен компаративен извештај што му овозможи на градскиот совет да донесе информирана одлука и покрај техничката сложеност на темата. “PVGIS визуелизациите ја трансформираа техничката дискусија во дебата што секој може да ја следи“, се сеќава Паоло, член на советот. „Дури и членовите што не се технички ги разбраа добрите и лошите страни на секоја опција“.

Заклучок: Споредбата како клуч за соларната извонредност

Способноста за ефективно споредување на различни фотоволтаични конфигурации може да биде PVGISнајвредниот придонес на соларната индустрија. Со претворање на претпоставките во конкретни податоци, оваа алатка ви овозможува да ја оптимизирате секоја инсталација според нејзините специфични ограничувања и можности.

Како што Марија, консултант за обновливи извори на енергија со повеќе од 25 години искуство, елегантно резимира: „Пред PVGIS, дизајниравме стандардизирани соларни инсталации. Денес, создаваме решенија прилагодени, совршено прилагодени на секоја локација и потреба. Оваа промена кон оптимизирано прилагодување ја претставува вистинската зрелост на нашата индустрија“.

Без разлика дали сте професионалец кој ги рафинира вашите предлози или сопственик на дом кој ги истражува можностите за вашиот имот, PVGIS нуди незаменлива виртуелна лабораторија. Следната соларна револуција можеби не доаѓа од новата технологија на панели, туку од нашата колективна способност да ја оптимизираме секоја инсталација преку методични споредби базирани на податоци.

Оваа статија е напишана во соработка со соларни инженери, монтери и PVGIS корисници низ Европа, Северна Америка и Јужна Америка. Нивните искуства и перспективи од реалниот свет го збогатија секој дел од ова компаративно истражување.