Puterea nominală și condițiile standard de testare (STC)
Performanța unui modul fotovoltaic este, în general, măsurată în condiții de testare standard (STC), definită de standardul IEC 60904-1:
- Iradierea de 1000 W/m² (lumina soarelui optimă)
- Temperatura modulului la 25 ° C
- Spectrul de lumină standardizat (IEC 60904-3)
Modulele bifaciale, care captează lumina pe ambele părți, pot îmbunătăți producția prin reflectarea solului (albedo). PVGIS Încă nu modelează aceste module, dar o abordare este utilizarea BNPI (iradierea plăcii de identificare bifacială), definită ca: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0.135), unde φ este factorul de bifacialitate.
Limitări ale modulelor bifaciale: Impropriu pentru instalațiile integrate de clădire în care este obstrucționată partea din spate a modulului. Performanță variabilă în funcție de orientare (de exemplu, axa nord-sud cu orientarea spre est-vest).
Estimarea puterii reale a modulelor PV
Condițiile reale de funcționare ale panourilor PV diferă de condițiile standard (STC), care afectează puterea de ieșire. PVGIS.COM aplică mai multe corecții pentru a încorpora aceste variabile.
1. Reflexiunea și unghiul de incidență a luminii
Când lumina lovește un modul fotovoltaic, o porțiune este reflectată fără a fi transformată în electricitate. Cu cât unghiul de incidență este mai acut, cu atât pierderea este mai mare.
- Impactul asupra producției: în medie, acest efect determină o pierdere de 2 până la 4%, redusă pentru sistemele de urmărire solară.
2. Efectul spectrului solar asupra eficienței PV
Panourile solare sunt sensibile la anumite lungimi de undă ale spectrului de lumină, care variază în funcție de tehnologia fotovoltaică:
- Silicon cristalin (C-Si): sensibil la lumină infraroșu și vizibil
- Cdte, Cigs, A-Si: sensibilitate diferită, cu un răspuns redus în infraroșu
Factori care influențează spectrul: Lumina de dimineață și de seară este mai roșie.
Zilele înnorate cresc proporția de lumină albastră. Efectul spectral influențează direct puterea fotovoltaică. PVGIS.COM Utilizează datele prin satelit pentru a ajusta aceste variații și integrează aceste corecții în calculele sale.
Dependența puterii fotovoltaice de iradiere și temperatură
Temperatură și eficiență
Eficiența panourilor fotovoltaice scade odată cu temperatura modulului, în funcție de tehnologie:
La o iradiere ridicată (>1000 w/m²), temperatura modulului crește: pierderea eficienței
La o iradiere scăzută (<400 w/m²), eficiența variază în funcție de tipul de celulă fotovoltaică
Modelarea în PVGIS.COM
PVGIS.COM Ajustă puterea fotovoltaică pe baza iradierii (G) și a temperaturii modulului (TM) folosind un model matematic (Huld și colab., 2011):
P = (g/1000) * a * ef (g, tm)
Coeficienții specifici pentru fiecare tehnologie fotovoltaică (C-Si, Cdte, CIGS) sunt derivați din măsurători experimentale și aplicate la PVGIS.COM simulări.
Modelarea temperaturii modulelor fotovoltaice
- Factori care influențează temperatura modulului (TM)
- Temperatura aerului ambiant (TA)
- Iradiere solară (G)
- Ventilație (W) - Vântul puternic răcește modulul
-
Model de temperatură în PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = ta + g / (u0 + u1w)
Coeficienții U0 și U1 variază în funcție de tipul de instalare:
| Tehnologie fotovoltaică | Instalare | U0 (w/° C-M²) | U1 (WS/° C-M³) |
|---|---|---|---|
| C-Si | Freesting | 26.9 | 26.9 |
| C-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cigs | Freesting | 22.64 | 22.64 |
| Cigs | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cdte | Freesting | 23.37 | 23.37 |
| Cdte | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Pierderi de sistem și îmbătrânirea modulelor fotovoltaice
Toate calculele anterioare oferă puterea la nivelul modulului, dar trebuie luate în considerare alte pierderi:
- Pierderi de conversie (invertor)
- Pierderi de cablare
- Diferențe de putere între module
- Îmbătrânirea panourilor PV
Potrivit studiului lui Jordan & Kurtz (2013), panourile fotovoltaice pierd în medie 0,5% din putere pe an. După 20 de ani, puterea lor este redusă la 90% din valoarea inițială.
- PVGIS.COM Recomandă introducerea unei pierderi inițiale a sistemului de 3% pentru primul an pentru a reprezenta degradările sistemului, apoi 0,5% pe an.
Alți factori care nu sunt luați în considerare în PVGIS
Unele efecte influențează producția de PV, dar nu sunt incluse în PVGIS:
- Zăpadă pe panouri: Reduce drastic producția. Depinde de frecvența și durata ninsorii.
- Acumularea de praf și murdărie: Scade puterea fotovoltaică, în funcție de curățare și precipitații.
- Umbrire parțială: Are un impact puternic dacă un modul este umbrit. Acest efect trebuie gestionat în timpul instalării fotovoltaice.
Concluzie
Datorită progreselor în modelarea fotovoltaică și datele prin satelit, PVGIS.COM Permite o estimare precisă a puterii de ieșire a modulelor PV, ținând cont de efectele de mediu și tehnologice.
De ce să folosești PVGIS.COM?
Modelarea avansată a iradierii și temperaturii modulului
Corecții bazate pe date climatice și spectrale
Estimarea fiabilă a pierderilor de sistem și a îmbătrânirii panoului
Optimizarea producției solare pentru fiecare regiune