Primerjava različnih fotovoltaičnih konfiguracij z PVGIS: Umetnost sončne optimizacije

Ko sem pred približno petnajstimi leti začel oblikovati fotonapetostne instalacije, je bila primerjava različnih konfiguracij skoraj stvar intuicije. Zanašali smo se na empirična pravila, grobe izračune in bogate izkušnje na terenu. Prihod PVGIS Ta obrtniški pristop je spremenil v natančno znanost, kar nam je omogočilo, da pred namestitvijo prve plošče praktično raziskujemo na desetine konfiguracij. Ta metodološka revolucija ni samo izboljšala uspešnosti sistema, ampak tudi močno povečala zaupanje strank v naša priporočila.

Umetnost sončne primerjave: zakaj je bistvena

Pred potapljanjem v PVGISTehnične podrobnosti, vzemimo si trenutek, da razumemo, zakaj je primerjava različnih konfiguracij tako temeljna s katerim koli fotovoltaičnim projektom.

Onkraj juga: mit o eni sami konfiguraciji

"Vse, kar potrebujete, je, da se soočimo z ploščami na jugu s 30 ° nagibom" - to pretirano poenostavimo razprave o sončni energiji z dolgo poenostavitev. Resničnost je veliko bolj zatemnjena, kot sem odkril med stanovanjskim projektom v bližini Lyona.

Lastnik stanovanja, Pierre, je bil prepričan, da je njegova streha na vzhodu in zahodu neprimerna za fotovoltaike. "Lahko bi tudi počakal, da lahko obnovim streho," mi je dejal na našem prvem srečanju. Z uporabo PVGIS Za primerjavo različnih konfiguracij sem dokazal, da bo namestitev, razdeljena po obeh strešnih pobočjih, ustvarila le 12% manj kot hipotetično matriko proti jugu, hkrati pa je ves dan nudila bolj uravnoteženo porazdelitev proizvodnje-pomembna prednost za njegov profil samopodobe.

"Kar se je zdelo kot pomanjkljivost, se je izkazalo za priložnost," mi je Pierre povedal šest mesecev po namestitvi in ​​vesel, da je njegov sončni izhod popolnoma usklajen z njegovimi jutranjimi in večernimi potrebami po energiji.

Zapletena enačba sončne optimizacije

Učinkovitost fotovoltaične instalacije je odvisna od množice soodvisnih dejavnikov:

• Orientacija in nagiba modula
• Uporabljena tehnologija plošče
• Konfiguracija pritrditve (strešna nameščena, BIPV, zemeljska nameščena)
• Lokalni podnebni pogoji
• Blizu in oddaljene omejitve za senčenje
• Profil porabe energije
• Ekonomski in estetski premisleki

Vsak od teh parametrov je mogoče prilagoditi, kar ustvari skoraj neskončno število možnih kombinacij. Brez orodja, kot je PVGIS, metodično raziskovanje teh možnosti bi bilo praktično nemogoče.

Kot Sofia, sončni inženir v Barceloni, pojasnjuje: "Prej prej PVGIS, zaradi časovnih in omejitev orodij smo lahko raziskali le dve ali tri konfiguracije. Danes lahko enostavno primerjamo ducat in prepoznamo tisto, ki resnično poveča vrednost projekta za stranko. "

PVGIS Kot virtualni laboratorij: metodologija primerjave

PVGIS Računalnik spremeni v pravi laboratorij za sončno eksperimentiranje in vam omogoča, da preizkusite različne hipoteze, ne da bi zapustili mizo.

Vzpostavitev referenčne konfiguracije

Prvi korak v učinkoviti primerjavi je vzpostavitev referenčne konfiguracije, proti kateri se bodo merili vsi drugi. Za komercialni projekt v Nemčiji sem začel z modeliranjem "klasične" rešitve: nagib proti jugu, 35 ° nagib, standardni kristalni silicijevi moduli.

Ta referenca je služila kot kontrolna točka za ocenjevanje alternativ. "To je kot postavitev nadzora v znanstvenem eksperimentu," razlaga Thomas, raziskovalec obnovljive energije. "Brez skupne reference primerjave izgubijo pomen."

PVGIS Ta pristop olajša tako, da vam omogočite, da shranite svoje referenčne parametre in jih nato prilagodite ena za drugim, da izmerite poseben vpliv vsake spremenljivke.

Izolirajoče spremenljivke za smiselno analizo

Ključ do učinkovite primerjave je spreminjanje samo enega parametra hkrati. Na kmetijskem projektu v južni Španiji smo metodično raziskali vpliv različnih višin namestitve na proizvodnjo energije, hkrati pa ohranjali vse druge parametre konstantne.

Ta pristop nam je omogočil prepoznavanje optimalne višine 4,2 metra, ki je povečala tako električno proizvodnjo kot kmetijski pridelek pod ploščami. "Brez te stroge parametrične analize bi verjetno izbrali standardne 3 metre, ki bi žrtvovali skoraj 7% letne proizvodnje," se spominja Agronom Juan, ki je bil v projektu.

PVGIS24 Zlasti olajša to metodo s svojo primerjavo ob strani, kar omogoča hkratno vizualizacijo rezultatov različnih konfiguracij.

Vizualizacija sezonskih razlik

Ena od PVGISGlavne prednosti v primerjalni analizi je njegova sposobnost, da skozi vse leto prikazuje proizvodne trende. Ta časovna dimenzija pogosto razkriva nianse nevidne v preprostih letnih vsotah.

Za sekundarni dom v Provansi, ki je bil zaseden predvsem poleti, smo primerjali dve konfiguraciji: eno optimizirano za skupno letno proizvodnjo, drugo za vrhunsko poletno proizvodnjo. Razlika v letnem donosu je bila minimalna (3%), vendar je "poletna" konfiguracija v mesecih zasedenosti ustvarila 14% več električne energije, kar je znatno povečalo samoplačilno porabo in dobičkonosnost projektov.

»Mesec PVGIS Grafi so bili odločilni za mojo odločitev, "pravi lastnica stanovanja, Claire." Videti, kako natančno je produkcija usklajena z mojimi obdobji prisotnosti, je spremenila moj pogled na projekt. "

Študije primerov: Ko primerjava razkrije nepričakovano

Primerjave, narejene z PVGIS Včasih prinašajo presenetljive rezultate, ki izpodbijajo predpostavke in odpirajo nove perspektive.

Primer urbane gradnje v Barceloni

Še posebej nepozaben projekt je vključeval stanovanjsko stavbo v osrednji Barceloni. Terasa na strehi je ponudila omejen prostor in morali smo določiti optimalno konfiguracijo za napajanje skupnih prostorov.

Primerjali smo tri pristope z PVGIS:

1 • plošče, nagnjene na 35 ° obrnjene proti jugu ("klasična" konfiguracija)

2 • plošče ravne na terasi (nagib 0 °)

3 • Sistem vzhoda in zahoda s ploščami, nagnjenimi 10 ° nazaj nazaj

Presenečenje je prišlo iz tretje možnosti, ki je bila takrat redko obravnavana. Čeprav je proizvedel 8% manj energije letno kot klasična nastavitev, je na istem odtisu omogočil 70% več instalirane zmogljivosti, kar je povzročilo bistveno večji skupni donos. Poleg tega se je bolj uravnotežena dnevna proizvodnja odlično ujemala s potrebami stavbe.

"Ta primerjava je popolnoma spremenila naš pristop do urbanih instalacij," priznava Miguel, projektni arhitekt. »Brez PVGIS, Nikoli ne bi resno razmišljali o tej konfiguraciji, ki je odtlej postala naš standard za terase na strehi. "

Alpska brunata Enigma

Drug fascinanten primer je vključeval osamljeno brunarico v švicarskih Alpah, ki se pozimi uporablja predvsem kot smučarsko umik. Lastnik je želel maksimirati energijsko avtonomijo v kritičnem obdobju velikega ogrevalnega povpraševanja, vendar nizko sončno svetlobo.

Uporabljali smo PVGIS Če želite primerjati radikalno različne konfiguracije:

1 • Standardni strešni sistem (35 ° jug)

2 • Skoraj navpične plošče (70 ° jug)

3 • Navpične plošče na južni fasadi

4 • Kombinacija plošč na strehi in fasadi

Rezultati so izboljšali naša pričakovanja: navpična konfiguracija fasade, ki se običajno šteje za premajhno, je decembra in januarja proizvedela 2,8 -krat več energije kot standardna namestitev. Ta dramatična razlika je bila posledica odboja snega in optimalnega vpadalnega kota nizkega zimskega sonca.

»PVGIS Omogočila nam je natančno določitev, kaj predlagajo lokalne izkušnje, "pojasnjuje Hans, monter, specializiran za gorska območja." Zdaj sistematično priporočamo mešane instalacije s streho in cesado za brunarice z večjo višino, podprte s konkretnimi podatki, da upravičijo ta nekonvencionalni pristop. "

Dilema za sledenje sonca na Portugalskem

Za kmetijski projekt v Portugalski regiji Alentejo je bilo vprašanje, ali vlagati v sončne sledilce in ne v fiksno namestitev. Intuicija je nakazovala znaten dobiček, vendar so bili dodatni stroški znatni.

Z uporabo PVGIS, natančno smo primerjali:

1 • Optimizirana fiksna namestitev (proti jugu, 30 °)

2 • Enoosnega sledilnika (vzhod-zahod)

3 • sledilnik z dvoazom (polnim)

Simulacija je razkrila, da je sledilnik z enim osi ponudil 27-odstotni proizvodni dobiček v primerjavi s fiksnim sistemom, medtem ko je dvojna osi dodala le 4% več. Ta natančna analiza je upravičila vlaganje v sistem z eno osi, hkrati pa izključila bolj zapleteno možnost dvojne osi.

"Brez te podrobne primerjave bi morda izbrali najpreprostejšo rešitev previdno ali najbolj zapletene zaradi tehnološke prekomerne samozavesti," priznava Antonio, lastnik kmetije. »PVGIS pomagala nam je najti pravo ravnovesje med naložbami in uspešnostjo. "

Napredne primerjalne tehnike z PVGIS

Izven osnovnih primerjav, PVGIS ponuja napredne funkcije, ki bistveno izpopolnjujejo primerjalno analizo.

Vključitev gospodarskih vidikov v primerjavo

PVGIS24 Omogoča vam vključitev gospodarskih parametrov v primerjalno analizo, pretvorbo kilovatnih ur v evre ali dolarje-jezik, ki je pogosto bolj prepričljiv za odločevalce.

Za industrijski projekt v Italiji smo primerjali različne tehnologije modulov (standardne, visoko učinkovite, bifacialne) ne le v smislu proizvodnje, ampak tudi donosnost naložbe. Čeprav bifacialni moduli stanejo še 15% več, PVGIS Simulacija je pokazala, da so obdobje povračila skrajšali za 8 mesecev, zahvaljujoč vrhunski proizvodnji.

» PVGIS-Generirane primerjalne lestvice z gotovinskim tokom so bile odločilne pri prepričevanju našega odbora, "pravi Giulia, direktorica poslovanja." Če je 25-letna finančna usmeritev prednosti bifacialnih modulov takoj, kljub višjim stroškom vnaprej. "

Primerjava uspešnosti v resničnem svetu

Še posebej dragocen PVGIS Funkcija je njegova sposobnost vključevanja podrobnih vremenskih podatkov v primerjave, vključno s temperaturo, oblakom in drugimi dejavniki, ki vplivajo na uspešnost.

Za projekt v Maroku smo primerjali različne tehnologije modulov, zlasti glede njihovega vedenja v ekstremni vročini. Simulacija je razkrila, da so nekateri moduli v najbolj vročih dneh izgubili do 22% svoje teoretične učinkovitosti, drugi pa so zasnovani za vroče podnebje omejili to izgubo na 14%.

"Ta primerjava s realnimi kondicijami nam je prihranila drago napako," potrjuje Rachid, razvijalec projektov. "Moduli, ki so bili najbolje videti na papirju, so se izkazali za manj primerne za naše specifično podnebje."

Analiza vpliva senčenja v različnih konfiguracijah

Senčenje je pogosto Ahilova peta fotonapetostnih instalacij. PVGIS Omogoča vam primerjavo različnih strategij, da zmanjšate njegov vpliv.

Za stanovanjski projekt, obkrožen z drevesi v Nemčiji, smo uporabili PVGIS Za primerjavo treh pristopov:

1 • Standardni sistem z osrednjim pretvornikom

2 • Optimizatorji moči na vsaki plošči

3 • Mikroinverterji

Simulacija je pokazala, da bo v tem posebnem scenariju delnega senca raztopina mikroinverterja v 25 letih proizvedla 18% več električne energije, kar bi zlahka upravičevalo svoje višje začetne stroške.

"Kar me je prepričalo, je bilo videti mesečno razliko v proizvodnji," razlaga Markus, lastnik stanovanja. "V zimskih mesecih, ko je sonce nizko in sence dolge, je vrzel dosegel 27% - točno takrat, ko najbolj potrebujem elektriko."

Praktični nasveti za učinkovite primerjave

Po stotini projekti PVGIS Kot primerjalno orodje sem razvil nekaj najboljših praks, ki vam lahko prihranijo dragocen čas.

Strukturiranje vašega primerjalnega pristopa

Da se izognete izgubi neštetih možnosti, sprejmite strukturiran pristop:

1 • Jasno določite svoje glavne cilje (maksimirajte letno proizvodnjo? Optimizirajte za določene letne čase? Zmanjšati začetne naložbe?)

2 • Vzpostavite realno referenčno konfiguracijo, ki je primerna za spletno mesto

3 • Raziščite razlike v kategoriji (orientacija/nagibanje, tehnologije, montažne sisteme)

4 • Sistematično dokumentirajte rezultate vsake simulacije

Za projekt skupnosti v Franciji nam je ta pristop omogočil raziskovanje 18 različnih konfiguracij v enem dnevu, pri čemer smo opredelili rešitev, ki je povečala proizvodnjo za 12% brez dodatnih stroškov.

"Metodološka strogost je vse pomembna," potrjuje Isabelle, sončna inženirka. "Brez strukture tvegate, da primerjate konfiguracije naključno in manjkajoče pomembne optimizacije."

Izogibanje skupnim primerjalnim pastem

Nekatere napake se v primerjalnih analizah pogosto ponavljajo:

• Primerjava različnih nameščenih zmogljivosti brez normalizacije rezultatov
• Zanemarjanje izgub sistema, ki se lahko razlikujejo glede na konfiguracijo
• Osredotočenost izključno na letno proizvodnjo, hkrati pa ignoriranje časovne porazdelitve
• Pozabiti, da vključite stopnjo degradacije, specifične za tehnologijo

Med usposabljanjem, ki sem ga vodil za monterje v Španiji, je en udeleženec delil pripovedovalno anekdoto: "Prepričan sem bil, da sem našel popolno konfiguracijo, dokler nisem ugotovil, da primerjam sistem 5 kW s sistemom 4,8 kW brez normalizacijskega rezultata. Ta 4% napaka bi lahko svojo stranko usmerila k suboptimalni rešitvi."

Učinkovito sporočanje primerjalnih rezultatov

Najboljša primerjava je pomembna le, če to razumejo odločevalci. PVGIS24 Ponuja več orodij za vizualizacijo, ki olajšajo komunikacijo:

• Stranske grafikone za takojšnjo primerjavo vizualne primerjave
• Povzetek tabele, ki poudarjajo ključne razlike
• Prilagojena poročila z najpomembnejšimi elementi

Za občinski projekt v Italiji smo pripravili poenostavljeno primerjalno poročilo, ki je mestnemu svetu omogočilo sprejemanje informirane odločitve kljub tehnični zapletenosti subjekta. »PVGIS Vizualizacije so spremenile tehnično razpravo v razpravo, ki bi jo lahko nadaljevali, "se spominja Paolo, član sveta." Tudi netehnični člani so razumeli prednosti in slabosti vsake možnosti. "

Zaključek: Primerjava kot ključ do sončne odličnosti

Sposobnost učinkovite primerjave različnih fotovoltaičnih konfiguracij je lahko PVGISnajdragocenejši prispevek k sončni industriji. S pretvorbo predpostavk v konkretne podatke vam to orodje omogoča optimizacijo vsake namestitve glede na njegove posebne omejitve in priložnosti.

Kot Marija, svetovalka za obnovljivo energijo z več kot 25 -letnimi izkušnjami, elegantno povzema: „Prej prej PVGIS, smo zasnovali standardizirane sončne instalacije. Danes ustvarjamo prilagojene rešitve, ki so popolnoma primerne za vsako spletno mesto in potrebo. Ta premik k optimizirani prilagoditvi predstavlja resnično zrelost naše industrije. "

Ne glede na to, ali ste strokovnjak za izpopolnjevanje predlogov ali lastnik stanovanja, ki raziskuje možnosti za vašo lastnino, PVGIS ponuja neprekosljiv virtualni laboratorij. Naslednja sončna revolucija morda ne bo izhajala iz nove tehnologije na plošči, ampak iz naše kolektivne sposobnosti za optimizacijo vsake namestitve z metodičnimi primerjavami, ki temeljijo na podatkih.

Ta članek je bil napisan v sodelovanju s sončnimi inženirji, monterji in PVGIS Uporabniki po Evropi, Severni Ameriki in Južni Ameriki. Njihove izkušnje in perspektive v resničnem svetu so obogatile vsak del tega primerjalnega raziskovanja.