ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക്ക് മൊഡ്യൂളുകളുടെ ശക്തിയുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ

നോമിനൽ പവറും സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടെസ്റ്റ് കണ്ടീഷനുകളും (STC)

IEC 60904-1 സ്റ്റാൻഡേർഡ് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടെസ്റ്റ് കണ്ടീഷനുകൾക്ക് (STC) കീഴിലാണ് ഒരു ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂളിൻ്റെ പ്രകടനം സാധാരണയായി അളക്കുന്നത്:

• 1000 W/m² വികിരണം (ഒപ്റ്റിമൽ സൂര്യപ്രകാശം)
• 25 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ മൊഡ്യൂൾ താപനില
• സ്റ്റാൻഡേർഡ് ലൈറ്റ് സ്പെക്ട്രം (IEC 60904-3)

ഇരുവശത്തും പ്രകാശം പിടിച്ചെടുക്കുന്ന ബൈഫേഷ്യൽ മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് ഗ്രൗണ്ട് റിഫ്ലക്ഷൻ (ആൽബിഡോ) വഴി ഉത്പാദനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. PVGIS ഈ മൊഡ്യൂളുകൾ ഇതുവരെ മാതൃകയാക്കുന്നില്ല, എന്നാൽ BNPI (ബൈഫേഷ്യൽ നെയിംപ്ലേറ്റ് ഇറേഡിയൻസ്) ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഒരു സമീപനമാണ്: P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0.135), ഇവിടെ φ ദ്വിമുഖ ഘടകമാണ്.

ബൈഫേഷ്യൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെ പരിമിതികൾ: മൊഡ്യൂളിൻ്റെ പിൻഭാഗം തടസ്സപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന കെട്ടിട-സംയോജിത ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ല. ഓറിയൻ്റേഷൻ അനുസരിച്ച് വേരിയബിൾ പ്രകടനം (ഉദാ, കിഴക്ക്-പടിഞ്ഞാറ് അഭിമുഖമായി വടക്ക്-തെക്ക് അക്ഷം).

പിവി മൊഡ്യൂളുകളുടെ യഥാർത്ഥ ശക്തിയുടെ എസ്റ്റിമേഷൻ

പിവി പാനലുകളുടെ യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ സ്റ്റാൻഡേർഡ് (എസ്ടിസി) അവസ്ഥകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇത് ഔട്ട്പുട്ട് പവറിനെ ബാധിക്കുന്നു. PVGIS.COM ഈ വേരിയബിളുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് നിരവധി തിരുത്തലുകൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു.

1. പ്രകാശത്തിൻ്റെ പ്രതിഫലനവും ആംഗിളും

ഒരു പിവി മൊഡ്യൂളിൽ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ഭാഗം വൈദ്യുതിയായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടാതെ പ്രതിഫലിക്കുന്നു. സംഭവങ്ങളുടെ ആംഗിൾ കൂടുതൽ മൂർച്ചയേറിയതാണെങ്കിൽ, നഷ്ടം വർദ്ധിക്കും.

• ഉൽപ്പാദനത്തിൽ ആഘാതം: ശരാശരി, ഈ പ്രഭാവം 2 മുതൽ 4% വരെ നഷ്ടമുണ്ടാക്കുന്നു, സോളാർ ട്രാക്കിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ഇത് കുറയുന്നു.

2. PV കാര്യക്ഷമതയിൽ സോളാർ സ്പെക്ട്രത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം

സോളാർ പാനലുകൾ പ്രകാശ സ്പെക്ട്രത്തിൻ്റെ ചില തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ളവയാണ്, അത് പിവി സാങ്കേതികവിദ്യ അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു:

• ക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ (c-Si): ഇൻഫ്രാറെഡ്, ദൃശ്യപ്രകാശം എന്നിവയോട് സെൻസിറ്റീവ്
• CdTe, CIGS, a-Si: ഇൻഫ്രാറെഡിൽ കുറഞ്ഞ പ്രതികരണത്തോടെ വ്യത്യസ്ത സെൻസിറ്റിവിറ്റി

സ്പെക്ട്രത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ: രാവിലെയും വൈകുന്നേരവും വെളിച്ചം കൂടുതൽ ചുവന്നതാണ്.

മേഘാവൃതമായ ദിവസങ്ങൾ നീല വെളിച്ചത്തിൻ്റെ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. സ്പെക്ട്രൽ പ്രഭാവം പിവി ശക്തിയെ നേരിട്ട് സ്വാധീനിക്കുന്നു. PVGIS.COM ഈ വ്യതിയാനങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഉപഗ്രഹ ഡാറ്റ ഉപയോഗിക്കുകയും ഈ തിരുത്തലുകൾ അതിൻ്റെ കണക്കുകൂട്ടലുകളിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

റേഡിയൻസിലും താപനിലയിലും പിവി ശക്തിയുടെ ആശ്രിതത്വം

താപനിലയും കാര്യക്ഷമതയും

സാങ്കേതികവിദ്യയെ ആശ്രയിച്ച്, മൊഡ്യൂൾ താപനിലയിൽ പിവി പാനലുകളുടെ കാര്യക്ഷമത കുറയുന്നു:

ഉയർന്ന വികിരണത്തിൽ (>1000 W/m²), മൊഡ്യൂൾ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു: കാര്യക്ഷമത നഷ്ടപ്പെടുന്നു

കുറഞ്ഞ വികിരണത്തിൽ (<400 W/m²), PV സെല്ലിൻ്റെ തരം അനുസരിച്ച് കാര്യക്ഷമത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു

മോഡലിംഗ് ഇൻ PVGIS.COM

PVGIS.COM ഒരു ഗണിത മോഡൽ (Huld et al., 2011) ഉപയോഗിച്ച് വികിരണവും (G) മൊഡ്യൂൾ താപനിലയും (Tm) അടിസ്ഥാനമാക്കി PV പവർ ക്രമീകരിക്കുന്നു:

P = (G/1000) * A * eff(G, Tm)

ഓരോ PV സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും പ്രത്യേകമായ ഗുണകങ്ങൾ (c-Si, CdTe, CIGS) പരീക്ഷണാത്മക അളവുകളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ് PVGIS.COM അനുകരണങ്ങൾ.

പിവി മൊഡ്യൂളുകളുടെ താപനില മോഡലിംഗ്

• മൊഡ്യൂൾ താപനിലയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ (Tm)
• ആംബിയൻ്റ് എയർ താപനില (Ta)
• സൗരവികിരണം (ജി)
• വെൻ്റിലേഷൻ (W) - ശക്തമായ കാറ്റ് മൊഡ്യൂളിനെ തണുപ്പിക്കുന്നു
• ഇൻ താപനില മോഡൽ PVGIS (ഫൈമാൻ, 2008):

  Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
  ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ തരം അനുസരിച്ച് ഗുണകങ്ങൾ U0, U1 എന്നിവ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു:

പിവി ടെക്നോളജി	ഇൻസ്റ്റലേഷൻ	U0 (W/°C-m²)	U1 (Ws/°C-m³)
c-Si	ഫ്രീസ്റ്റാൻഡിംഗ്	26.9	26.9
c-Si	BIPV/BAPV	20.0	20.0
സിഐജിഎസ്	ഫ്രീസ്റ്റാൻഡിംഗ്	22.64	22.64
സിഐജിഎസ്	BIPV/BAPV	20.0	20.0
CdTe	ഫ്രീസ്റ്റാൻഡിംഗ്	23.37	23.37
CdTe	BIPV/BAPV	20.0	20.0

പിവി മൊഡ്യൂളുകളുടെ സിസ്റ്റം നഷ്ടങ്ങളും പ്രായമാകലും

മുമ്പത്തെ എല്ലാ കണക്കുകൂട്ടലുകളും മൊഡ്യൂൾ തലത്തിൽ പവർ നൽകുന്നു, എന്നാൽ മറ്റ് നഷ്ടങ്ങൾ പരിഗണിക്കണം:

• പരിവർത്തന നഷ്ടങ്ങൾ (ഇൻവെർട്ടർ)
• വയറിംഗ് നഷ്ടം
• മൊഡ്യൂളുകൾ തമ്മിലുള്ള പവർ വ്യത്യാസങ്ങൾ
• പിവി പാനലുകളുടെ പഴക്കം

Jordan & Kurtz (2013) നടത്തിയ പഠനമനുസരിച്ച്, PV പാനലുകൾക്ക് പ്രതിവർഷം ശരാശരി 0.5% വൈദ്യുതി നഷ്ടപ്പെടും. 20 വർഷത്തിനുശേഷം, അവയുടെ ശക്തി അവയുടെ പ്രാരംഭ മൂല്യത്തിൻ്റെ 90% ആയി കുറയുന്നു.

• PVGIS.COM സിസ്റ്റം ഡീഗ്രഡേഷനുകൾക്കായി ആദ്യ വർഷം 3% പ്രാരംഭ സിസ്റ്റം നഷ്ടം നൽകണമെന്ന് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് പ്രതിവർഷം 0.5%.

പരിഗണിക്കാത്ത മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ PVGIS

ചില ഇഫക്റ്റുകൾ പിവി ഉൽപ്പാദനത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നു, പക്ഷേ അവയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല PVGIS:

• പാനലുകളിൽ മഞ്ഞ്: ഉത്പാദനം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. മഞ്ഞുവീഴ്ചയുടെ ആവൃത്തിയെയും ദൈർഘ്യത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
• പൊടിയും അഴുക്കും അടിഞ്ഞുകൂടൽ: വൃത്തിയാക്കലും മഴയും അനുസരിച്ച് പിവി പവർ കുറയ്ക്കുന്നു.
• ഭാഗിക ഷേഡിംഗ്: ഒരു മൊഡ്യൂൾ ഷേഡുള്ളതാണെങ്കിൽ ശക്തമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. പിവി ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സമയത്ത് ഈ പ്രഭാവം കൈകാര്യം ചെയ്യണം.

ഉപസംഹാരം

ഫോട്ടോവോൾട്ടേയിക് മോഡലിംഗിലെയും സാറ്റലൈറ്റ് ഡാറ്റയിലെയും പുരോഗതിക്ക് നന്ദി, PVGIS.COM പാരിസ്ഥിതികവും സാങ്കേതികവുമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത് PV മൊഡ്യൂളുകളുടെ ഔട്ട്പുട്ട് പവർ കൃത്യമായി കണക്കാക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

എന്തിന് ഉപയോഗിക്കുക PVGIS.COM?

വികിരണത്തിൻ്റെയും മൊഡ്യൂൾ താപനിലയുടെയും വിപുലമായ മോഡലിംഗ്

കാലാവസ്ഥയും സ്പെക്ട്രൽ ഡാറ്റയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തിരുത്തലുകൾ

സിസ്റ്റം നഷ്ടങ്ങളുടെയും പാനൽ പ്രായമാകുന്നതിൻ്റെയും വിശ്വസനീയമായ വിലയിരുത്തൽ

ഓരോ പ്രദേശത്തിനും സൗരോർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ