Nguvu ya Jina na Masharti ya Kawaida ya Mtihani (STC)
Utendaji wa moduli ya photovoltaic kwa ujumla hupimwa chini ya Masharti ya Kawaida ya Mtihani (STC), yanayofafanuliwa na kiwango cha IEC 60904-1:
- Mwangaza wa 1000 W/m² (mwangaza wa jua bora zaidi)
- Joto la moduli saa 25°C
- Wigo sanifu wa mwanga (IEC 60904-3)
Moduli za sura mbili, ambazo hunasa mwanga kwa pande zote mbili, zinaweza kuboresha uzalishaji kupitia kuakisi ardhini (albedo). PVGIS bado haitoi mfano wa moduli hizi, lakini mbinu moja ni kutumia BNPI (Bifacial Nameplate Irradiance), iliyofafanuliwa kama: P_BNPI = P_STC * (1 + φ * 0.135), ambapo φ ni kipengele cha uwili.
Mapungufu ya moduli za sura mbili: Haifai kwa usakinishaji uliojumuishwa wa jengo ambapo sehemu ya nyuma ya moduli imezuiwa. Utendaji unaobadilika kulingana na mwelekeo (kwa mfano, mhimili wa Kaskazini-Kusini unaotazama Mashariki-Magharibi).
Ukadiriaji wa Nguvu Halisi za Moduli za PV
Hali halisi ya uendeshaji wa paneli za PV hutofautiana na hali ya kawaida (STC), ambayo huathiri nguvu ya pato. PVGIS.COM inatumika masahihisho kadhaa ili kujumuisha vigezo hivi.
1. Tafakari na Pembe ya Matukio ya Nuru
Wakati mwanga unapiga moduli ya PV, sehemu inaonekana bila kubadilishwa kuwa umeme. Zaidi ya papo hapo angle ya matukio, hasara kubwa zaidi.
- Athari kwa uzalishaji: Kwa wastani, athari hii husababisha hasara ya 2 hadi 4%, iliyopunguzwa kwa mifumo ya ufuatiliaji wa jua.
2. Athari ya Spectrum ya Sola kwenye Ufanisi wa PV
Paneli za jua ni nyeti kwa urefu fulani wa wigo wa mwanga, ambao hutofautiana kulingana na teknolojia ya PV:
- Silicon ya Crystalline (c-Si): Nyeti kwa mwanga wa infrared na unaoonekana
- CdTe, CIGS, a-Si: Unyeti tofauti, na jibu lililopunguzwa katika infrared
Mambo yanayoathiri wigo: Nuru ya asubuhi na jioni ni nyekundu zaidi.
Siku za mawingu huongeza uwiano wa mwanga wa bluu. Athari ya spectral huathiri moja kwa moja nguvu za PV. PVGIS.COM hutumia data ya setilaiti kurekebisha tofauti hizi na kuunganisha masahihisho haya katika hesabu zake.
Utegemezi wa Nguvu ya PV kwenye Mwangaza na Joto
Joto na Ufanisi
Ufanisi wa paneli za PV hupungua kwa joto la moduli, kulingana na teknolojia:
Kwa mionzi ya juu (>1000 W/m²), ongezeko la joto la moduli: Kupoteza ufanisi
Kwa mionzi ya chini (<400 W/m²), ufanisi hutofautiana kulingana na aina ya seli ya PV
Kuiga katika PVGIS.COM
PVGIS.COM hurekebisha nguvu za PV kulingana na miale (G) na halijoto ya moduli (Tm) kwa kutumia muundo wa hisabati (Huld et al., 2011):
P = (G/1000) * A * eff(G, Tm)
Vigawo maalum kwa kila teknolojia ya PV (c-Si, CdTe, CIGS) hutokana na vipimo vya majaribio na kutumika kwa PVGIS.COM simulizi.
Kuiga Halijoto ya Moduli za PV
- Mambo yanayoathiri halijoto ya moduli (Tm)
- Halijoto ya hewa iliyoko (Ta)
- Mwangaza wa jua (G)
- Uingizaji hewa (W) - Upepo mkali unapunguza moduli
-
Mfano wa joto ndani PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = Ta + G / (U0 + U1W)
Coefficients U0 na U1 hutofautiana kulingana na aina ya usakinishaji:
| Teknolojia ya PV | Ufungaji | U0 (W/°C-m²) | U1 (Ws/°C-m³) |
|---|---|---|---|
| c-Si | Kujitegemea | 26.9 | 26.9 |
| c-Si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CIGS | Kujitegemea | 22.64 | 22.64 |
| CIGS | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CdTe | Kujitegemea | 23.37 | 23.37 |
| CdTe | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Upotezaji wa Mfumo na Kuzeeka kwa Moduli za PV
Hesabu zote zilizopita hutoa nguvu katika kiwango cha moduli, lakini hasara zingine lazima zizingatiwe:
- Hasara za ubadilishaji (kigeuzi)
- Upotezaji wa waya
- Tofauti za nguvu kati ya moduli
- Kuzeeka kwa paneli za PV
Kulingana na utafiti wa Jordan & Kurtz (2013), paneli za PV hupoteza wastani wa 0.5% ya nguvu kwa mwaka. Baada ya miaka 20, nguvu zao hupunguzwa hadi 90% ya thamani yao ya awali.
- PVGIS.COM inapendekeza kuingiza upotezaji wa awali wa 3% kwa mwaka wa kwanza ili kutoa hesabu ya uharibifu wa mfumo, kisha 0.5% kwa mwaka.
Mambo mengine ambayo hayajazingatiwa PVGIS
Athari zingine huathiri utengenezaji wa PV lakini hazijajumuishwa PVGIS:
- Theluji kwenye paneli: Inapunguza uzalishaji kwa kiasi kikubwa. Inategemea mzunguko na muda wa theluji.
- Mkusanyiko wa vumbi na uchafu: Hupunguza nguvu ya PV, kulingana na kusafisha na mvua.
- Uvuli wa sehemu: Ina athari kubwa ikiwa moduli imetiwa kivuli. Athari hii lazima idhibitiwe wakati wa usakinishaji wa PV.
Hitimisho
Shukrani kwa maendeleo katika modeli za photovoltaic na data ya satelaiti, PVGIS.COM inaruhusu kukadiria kwa usahihi nguvu ya pato la moduli za PV kwa kuzingatia athari za mazingira na teknolojia.
Kwa nini Utumie PVGIS.COM?
Ufanisi wa hali ya juu wa irradiance na joto la moduli
Marekebisho kulingana na data ya hali ya hewa na spectral
Makadirio ya kuaminika ya hasara za mfumo na kuzeeka kwa paneli
Uboreshaji wa uzalishaji wa jua kwa kila mkoa