Номинальная мощность и стандартные условия испытания (STC)
Производительность фотоэлектрического модуля обычно измеряется в стандартных условиях испытаний (STC), определяемой стандартом IEC 60904-1:
- Облучение 1000 Вт/м² (оптимальный солнечный свет)
- Температура модуля при 25 ° C
- Стандартизированный световой спектр (IEC 60904-3)
Бифациальные модули, которые захватывают свет с обеих сторон, могут улучшить производство за счет отражения земли (альбедо). PVGIS Еще не моделирует эти модули, но одним из подходов является использование BNPI (обработка бифациальной именной таблички), определяется как: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0,135), где φ является фактором бифациальности.
Ограничения двухфациальных модулей: Не подходит для интегрированных зданий установок, где задняя часть модуля затруднена. Переменная производительность в зависимости от ориентации (например, ось север-юг с лицом к востоку-западу).
Оценка фактической силы фотоэлектрических модулей
Фактические условия эксплуатации фотоэлектрических панелей отличаются от стандартных (STC) условий, которые влияют на выходную мощность. PVGIS.COM применяет несколько исправлений, чтобы включить эти переменные.
1. Отражение и угол падения света
Когда свет попадает в PV -модуль, порция отражается без преобразования в электричество. Чем более острый угол заболеваемости, тем больше потеря.
- Влияние на производство: в среднем этот эффект вызывает потерю от 2 до 4%, что снижается для систем отслеживания солнечной энергии.
2. Влияние солнечного спектра на эффективность PV
Солнечные панели чувствительны к определенным длине волны светового спектра, которые варьируются в зависимости от технологии фотоэлектростанции:
- Кристаллический кремний (C-Si): чувствительный к инфракрасному и видимому свету
- CDTE, CIGS, A-SI: различная чувствительность, с уменьшенным ответом в инфракрасном
Факторы, влияющие на спектр: Утренний и вечерний свет - более красное.
Облачные дни увеличивают долю синего света. Спектральный эффект напрямую влияет на мощность PV. PVGIS.COM Использует спутниковые данные для регулировки этих изменений и интегрировать эти поправки в свои расчеты.
Зависимость энергии PV от облучения и температуры
Температура и эффективность
Эффективность фотоэлектрических панелей уменьшается с температурой модуля, в зависимости от технологии:
При высоком излучении (>1000 Вт/м²), температура модуля повышается: потеря эффективности
При низком излучении (<400 Вт/м²), эффективность варьируется в зависимости от типа PV -ячейки
Моделирование в PVGIS.COM
PVGIS.COM Регулирует мощность PV на основе облучения (G) и температуры модуля (TM) с использованием математической модели (Huld et al., 2011):
P = (g/1000) * a * eff (g, tm)
Коэффициенты, специфичные для каждой технологии PV (C-SI, CDTE, CIGS), получены из экспериментальных измерений и применяются к PVGIS.COM симуляции.
Моделирование температуры фотоэлектрических модулей
- Факторы, влияющие на температуру модуля (TM)
- Температура окружающего воздуха (ТА)
- Солнечное излучение (G)
- Вентиляция (W) - Сильный ветер охлаждает модуль
-
Температурная модель в PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = ta + g / (u0 + u1w)
Коэффициенты U0 и U1 варьируются в зависимости от типа установки:
| PV Technology | Установка | U0 (W/° C-M²) | U1 (WS/° C-M³) |
|---|---|---|---|
| c-si | Отдельно стоящий | 26.9 | 26.9 |
| c-si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Сигар | Отдельно стоящий | 22.64 | 22.64 |
| Сигар | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CDTE | Отдельно стоящий | 23.37 | 23.37 |
| CDTE | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Потери системы и старение фотоэлектрических модулей
Все предыдущие расчеты обеспечивают мощность на уровне модуля, но необходимо учитывать другие потери:
- Потери конверсии (инвертор)
- Потери проводки
- Различия в мощности между модулями
- Старение фотоэлектрических панелей
Согласно исследованию Jordan & Kurtz (2013), фотоэлектрические панели теряют в среднем 0,5% энергии в год. Через 20 лет их власть уменьшается до 90% от их первоначальной стоимости.
- PVGIS.COM Рекомендуется ввести первоначальную потерю системы в 3% в течение первого года для учета деградации системы, а затем 0,5% в год.
Другие факторы, не учитываемые в PVGIS
Некоторые эффекты влияют на производство PV, но не включены в PVGIS:
- Снег на панелях: Резко уменьшает производство. Зависит от частоты и продолжительности снегопада.
- Накопление пыли и грязи: Уменьшает мощность PV, в зависимости от очистки и осадков.
- Частичное затенение: Оказывает сильное влияние, если модуль затенен. Этот эффект должен управляться во время установки PV.
Заключение
Благодаря достижениям в области фотоэлектрического моделирования и спутниковых данных, PVGIS.COM позволяет точно оценить выходную мощность фотоэлектрических модулей, принимая во внимание экологические и технологические эффекты.
Зачем использовать PVGIS.COM?
Усовершенствованное моделирование излучения и температуры модуля
Исправления, основанные на климатических и спектральных данных
Надежная оценка потерь системы и старения панелей
Оптимизация солнечного производства для каждого региона