Nominalne warunki testowe i standardowe (STC)
Wydajność modułu fotowoltaicznego jest ogólnie mierzona w standardowych warunkach testowych (STC), zdefiniowanych przez standard IEC 60904-1:
- Navradance 1000 W/m² (optymalne światło słoneczne)
- Temperatura modułu w temperaturze 25 ° C
- Standaryzowane spektrum światła (IEC 60904-3)
Moduły dwufasowe, które wychwytują światło po obu stronach, mogą poprawić produkcję poprzez odbicie gruntu (albedo). PVGIS Nie modeluje jeszcze tych modułów, ale jednym podejściem jest użycie BNPI (napromienienia bifacialnego tablicy znamionowej), zdefiniowane jako: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0,135), gdzie φ jest współczynnikiem dwufałowości.
Ograniczenia modułów dwufasowych: Nieodpowiednie dla instalacji zintegrowanych w budynku, w których tył modułu jest utrudniony. Zmienna wydajność w zależności od orientacji (np. Oś północ-południe z naprzeciwko wschód-zachód).
Oszacowanie rzeczywistej mocy modułów PV
Rzeczywiste warunki pracy paneli PV różnią się od warunków standardowych (STC), które wpływają na moc wyjściową. PVGIS.COM stosuje kilka poprawek w celu włączenia tych zmiennych.
1. Odbicie i kąt występowania światła
Gdy światło uderza w moduł fotowoltaiczny, część jest odbijana bez przekształcania w energię elektryczną. Im bardziej ostry kąt padania, tym większa strata.
- Wpływ na produkcję: Średnio efekt ten powoduje utratę od 2 do 4%, zmniejszony dla systemów śledzenia słonecznego.
2. Wpływ widma słonecznego na wydajność PV
Panele słoneczne są wrażliwe na pewne długości fali spektrum światła, które różnią się w zależności od technologii PV:
- Krystaliczny krzem (C-SI): wrażliwy na światło w podczerwieni i widzialne
- CDTE, CIGS, A-SI: inna czułość, ze zmniejszoną odpowiedź w podczerwieni
Czynniki wpływające na spektrum: Światło poranne i wieczorne są czerwone.
Pochmurne dni zwiększają odsetek niebieskiego światła. Efekt spektralny bezpośrednio wpływa na moc PV. PVGIS.COM Wykorzystuje dane satelitarne do dostosowania tych zmian i integruje te poprawki z jego obliczeniami.
Zależność mocy PV od napromieniowania i temperatury
Temperatura i wydajność
Wydajność paneli PV zmniejsza się wraz z temperaturą modułu, w zależności od technologii:
Przy wysokim napromieniu (>1000 w/m²), Wzrost temperatury modułu: Utrata wydajności
Przy niskim napromieniowaniu (<400 w/m²), wydajność zmienia się w zależności od rodzaju komórki PV
Modelowanie w PVGIS.COM
PVGIS.COM Dostosowuje moc PV na podstawie napromieniowania (G) i temperatury modułu (TM) przy użyciu modelu matematycznego (Huld i in., 2011):
P = (g/1000) * a * eff (g, tm)
Współczynniki specyficzne dla każdej technologii PV (C-SI, CDTE, CIGS) pochodzą z pomiarów eksperymentalnych i zastosowane do PVGIS.COM symulacje.
Modelowanie temperatury modułów PV
- Czynniki wpływające na temperaturę modułu (TM)
- Temperatura powietrza otoczenia (TA)
- Naświetlanie słoneczne (g)
- Wentylacja (W) - silny wiatr chłodzi moduł
-
Model temperatury w PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = ta + g / (u0 + u1w)
Współczynniki U0 i U1 różnią się w zależności od rodzaju instalacji:
| Technologia PV | Instalacja | U0 (w/° C-m²) | U1 (WS/° C-m3) |
|---|---|---|---|
| C-Si | Wolnostojące | 26,9 | 26,9 |
| C-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CIGS | Wolnostojące | 22.64 | 22.64 |
| CIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CDTE | Wolnostojące | 23,37 | 23,37 |
| CDTE | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Straty systemowe i starzenie się modułów PV
Wszystkie poprzednie obliczenia zapewniają moc na poziomie modułu, ale należy wziąć pod uwagę inne straty:
- Straty konwersji (falownik)
- Straty okablowania
- Różnice w mocy między modułami
- Starzenie się paneli PV
Według badań Jordana i Kurtza (2013) panele PV tracą średnio 0,5% mocy rocznie. Po 20 latach ich moc jest zmniejszona do 90% ich wartości początkowej.
- PVGIS.COM Zaleca wprowadzenie początkowej utraty systemu w wysokości 3% w pierwszym roku, aby uwzględnić degradację systemu, wówczas 0,5% rocznie.
Inne czynniki, które nie są uwzględnione w PVGIS
Niektóre efekty wpływają na produkcję PV, ale nie są uwzględnione w PVGIS:
- Śnieg na panelach: Drastycznie zmniejsza produkcję. Zależy od częstotliwości i czasu trwania opadów śniegu.
- Gromadzenie pyłu i brudu: Zmniejsza moc PV, w zależności od czyszczenia i opadów.
- Częściowe cieniowanie: Ma silny wpływ, jeśli moduł jest zacieniony. Efekt ten należy zarządzać podczas instalacji PV.
Wniosek
Dzięki postępom w modelowaniu fotowoltaicznym i danych satelitarnych, PVGIS.COM Pozwala na precyzyjne oszacowanie mocy wyjściowej modułów PV, biorąc pod uwagę efekty środowiskowe i technologiczne.
Dlaczego warto używać PVGIS.COM?
Zaawansowane modelowanie napromieniowania i temperatury modułu
Korekty oparte na danych klimatycznych i spektralnych
Wiarygodne oszacowanie strat systemu i starzenia się panelu
Optymalizacja produkcji słonecznej dla każdego regionu