Розуміння PVGIS: інструмент, який зробив революцію в плануванні сонячної енергії

Коли я починав працювати у фотоелектричному секторі близько п’ятнадцяти років тому, оцінка сонячного потенціалу місця була майже як алхімія. Ми використовували приблизні погодні дані, складні ручні розрахунки та добру інтуїцію. Прибуття PVGIS змінив усе, перетворивши невизначений процес на точну науку, доступну всім. Сьогодні я не можу уявити розробку сонячного проекту без цього незамінного інструменту як для професіоналів, так і для допитливих людей.

Витоки PVGIS: європейська історія інновацій

PVGIS, або Фотоелектрична геоінформаційна система, народилася в результаті амбітного бачення Спільного дослідницького центру (JRC) Європейської Комісії. У 2000-х роках, коли сонячна енергія тільки починала з’являтися як надійна альтернатива, команда європейських дослідників вирішила серйозну проблему: демократизацію доступу до високоточних сонячних даних.

«Нашою метою було створити інструмент, який дозволив би будь-кому, від дослідників до громадян, оцінити сонячний потенціал будь-якого місця в Європі», — Томас, один з інженерів, які брали участь у перших версіях PVGIS, недавно сказав мені. «У той час ці дані ревно охоронялися кількома установами або спеціалізованими компаніями».

Те, що розпочалося як європейський проект, поступово охопило Африку, потім Азію та, зрештою, увесь світ. сьогодні, PVGIS існує у двох взаємодоповнюючих версіях: безкоштовна інституційна версія (PVGIS 5.3), підтримується JRC, і розширена комерційна версія (PVGIS24), що збагачує досвід додатковими функціями та модернізованим інтерфейсом.

Розшифровка PVGIS: набагато більше, ніж простий сонячний калькулятор

Щоб зрозуміти суть PVGIS, потрібно вийти за рамки його технічного визначення. Звичайно, це географічна інформаційна система, що спеціалізується на фотоелектричних установках, але цей опис не відповідає її справжньому характеру.

Незрівнянна кліматична база даних

В основі PVGIS містить величезну компіляцію даних про сонячне опромінення, які збиралися протягом кількох десятиліть і постійно вдосконалювалися. На відміну від регіональних наближень, які використовуються іншими інструментами, PVGIS містить тонкі місцеві варіації, які можуть змінити все.

Під час проекту в швейцарських Альпах я був вражений PVGISздатність вловлювати мікроклімат долини. Дві ділянки, розташовані лише за 3 кілометри одна від одної, мали суттєво різні профілі опромінення через орієнтацію долини та тіні, що відкидають навколишні гори. Ця точність дозволила оптимально розмістити та уникнути прорахунку, який міг поставити під загрозу прибутковість проекту.

Складний механізм фотоелектричного моделювання

PVGIS не просто надає необроблені дані про сонячне світло. Він об’єднує вдосконалені моделі, які імітують поведінку фотоелектричних систем у реальних умовах, враховуючи:

• Втрати, пов’язані з температурою модуля, фактор, який часто недооцінюють у жарких регіонах
• Вплив кута падіння сонячних променів на працездатність
• Вплив віддаленого затінення, спричиненого навколишньою місцевістю
• Поступове зниження продуктивності з часом

Марія, архітектор, що спеціалізується на біокліматичному дизайні в Барселоні, нещодавно пояснила, як це зробити PVGIS допоміг їй переконати скептично налаштованого клієнта: «The PVGIS моделювання показало, що навіть із неоптимальною орієнтацією даху система досягне 87% теоретичної максимальної продуктивності. Ці точні дані перетворили тверде «ні» на захоплене «так».

Інструмент прийняття фінансових рішень

Фінансовий вимір часто є вирішальним у сонячних проектах. PVGIS24 включає функції економічного аналізу, які перетворюють кіловат-години на конкретні фінансові аргументи:

• Розрахунок рентабельності інвестицій з урахуванням місцевих умов
• Прогноз економії протягом терміну експлуатації системи
• Порівняння різних конфігурацій для оптимізації прибутковості

Для Штефана, який понад 20 років працює інсталятором у Німеччині, цей аспект має вирішальне значення: «Раніше мені доводилося жонглювати декількома програмними інструментами, щоб представити своїм клієнтам повний звіт. Сьогодні PVGIS дозволяє мені створити технічну та фінансову симуляцію всього за кілька хвилин, що вселяє впевненість і полегшує прийняття рішень».

Особливості, які роблять різницю

З роками та оновленнями, PVGIS було збагачено функціями, які відповідають зростаючим потребам сонячної галузі.

Моделювання мережевих систем

Найбільш поширена сьогодні конфігурація, коли вироблена електроенергія вводиться в мережу або споживається самостійно, моделюється з високою точністю. PVGIS дозволяє налаштувати кожен аспект системи:

• Тип і ефективність фотоелектричних модулів
• Монтажна конфігурація (дах, земля, сонячні трекери)
• Системні втрати, пов'язані з кабелем і інверторами

Нещодавно я використовував цю функцію, щоб порівняти різні модульні технології для спільного проекту в Італії. Симуляція показала, що дещо дорожча технологія запропонувала б кращий урожай за конкретних умов ділянки, із сукупною різницею виробництва 7% за 20 років — вирішальна інформація для остаточного вибору.

Моделювання автономних систем зі сховищем

Із зростанням кількості автономних установок і власного споживання зі зберіганням, PVGIS розробив спеціальні інструменти для моделювання цих складних конфігурацій:

• Оптимальний розмір акумулятора на основі профілів споживання
• Оцінка автономності системи
• Розрахунок показника енергетичної самозабезпеченості

Для проекту гірського притулку в Піренеях ця функція виявилася незамінною. «Ми змогли точно визначити необхідну ємність накопичувача, щоб підтримувати енергію в періоди низького сонячного світла взимку», — пояснює Джин, інженер, відповідальний за проект. «Без PVGIS, ми, ймовірно, збільшили б систему на 30%, суттєво вплинувши на бюджет».

Вичерпні дані про погоду

Крім сонячного випромінювання, PVGIS надає набір важливих даних про погоду для оптимального сонячного планування:

• Середня, мінімальна та максимальна температури навколишнього середовища
• Швидкість і напрямок вітру
• Відносна вологість і опади

Ця контекстна інформація уточнює прогнози продуктивності та передбачає обмеження, характерні для сайту. Для агроелектричного проекту на півдні Іспанії ці дані допомогли визначити періоди, коли виробництво сонячної енергії буде найвищим, одночасно збігаючись із потребами зрошення, таким чином оптимізуючи синергію між енергією та сільським господарством.

PVGIS на практиці: відгуки користувачів

Цифри та особливості розповідають лише частину історії. Це в щоденному вживанні PVGISцінність справді сяє.

Досвід консалтингової фірми

Софі керує консалтинговою фірмою, що спеціалізується на відновлюваних джерелах енергії в Ліоні. для неї, PVGIS стала стратегічним інструментом: «Ми використовуємо PVGIS починаючи з передпроектної фази, щоб швидко оцінити здійсненність і потенціал сайту. Точність оцінок дозволяє нам одразу виключати нежиттєздатні проекти та зосереджувати наші ресурси на тих, які мають реальний потенціал».

Вона також підкреслює цінність PVGIS як засіб комунікації: «Створені звіти чіткі та професійні, з графіками, зрозумілими навіть найменш технічним клієнтам. Це значно полегшує обговорення та прискорює прийняття рішень».

Погляд інсталятора

Мігель, монтажник сонячних батарей у Валенсії протягом 15 років, змінив свою роботу PVGIS: "Раніше я годинами пояснював, чому мої оцінки надійніші, ніж оцінки конкурентів. Тепер я представляю персоналізовані PVGIS симуляції безпосередньо, і розмова одразу переходить до якості обладнання та обслуговування».

Він особливо цінує можливість порівнювати різні конфігурації: «Нещодавно клієнт вагався між стандартною інсталяцією та рішенням з оптимізаторами. За кілька кліків я зміг показати йому різницю у виробництві за 25 років, виправдавши додаткові інвестиції».

Погляд домовласника

Клара, власниця будинку поблизу Бордо, розповідає про доступність PVGIS для непрофесіоналів: «Я розглядав можливість встановлення сонячних панелей, але хотів особисто переконатися, чи реалістичні обіцянки інсталяторів. PVGIS дозволив мені робити власні оцінки та задавати відповідні запитання під час комерційних зустрічей».

Вона додає: «Зрештою я вибрала інсталятора, який також використовував PVGIS і чиї оцінки збігалися з моїми дослідженнями. Ця прозорість була вирішальною в моєму рішенні».

PVGIS проти інших інструментів: інформоване порівняння

У ландшафті, де інструменти сонячного моделювання розмножуються, PVGIS виділяється кількома основними способами.

PVGIS і PVWatts (NREL)

Часто розглядається PVWatts, розроблений Національною лабораторією відновлюваної енергії США PVGISамериканський аналог. Використавши обидва інструменти для міжнародних проектів, я можу засвідчити їх суттєві відмінності:

• PVGIS пропонує кращу просторову роздільну здатність у Європі та Африці, тоді як PVWatts, як правило, більш точний у Північній Америці
• The PVGIS24 інтерфейс більш інтуїтивно зрозумілий і пропонує більше можливостей налаштування
• PVWatts забезпечує більш спрощений підхід, іноді за рахунок точності

Канадський інженер, з яким я працював над транскордонним проектом, добре підсумовує ситуацію: «Ми використовуємо PVWatts для наших американських проектів і PVGIS для наших європейських. Різниця полягає не стільки в загальній якості, скільки в регіональній точності базових даних».

PVGIS та спеціалізоване комерційне програмне забезпечення

Такі рішення, як AURORA або Helioscope, пропонують розширені функції 3D-проектування та моделювання, але за значно вищою ціною. PVGISСильна сторона полягає в чудовому співвідношенні витрат і вигод:

• Миттєвий доступ без встановлення програмного забезпечення
• Набагато швидше навчання
• Надійні та прозорі джерела даних
• Безкоштовна інституційна версія для основних потреб

"Для житлових проектів і невеликих комерційних установок, PVGIS пропонує все, що нам потрібно, — пояснює Роберто, інсталятор з Італії. — Ми залишаємо складніше програмне забезпечення для великих промислових проектів, де детальне моделювання щільного затінення виправдовує додаткові інвестиції».

Еволюція PVGIS: погляд у майбутнє

Останні вдосконалення

Останні версії PVGIS представили довгоочікувані функції:

• Інтеграція останніх супутникових даних із високою роздільною здатністю
• Покращені моделі продуктивності для нових технологій
• Розширені інструменти для аналізу систем зі сховищем
• Більш інтуїтивно зрозумілий і чуйний інтерфейс PVGIS24

На нещодавній конференції з відновлюваної енергетики в Барселоні дослідник JRC представив закулісну роботу, що стоїть за цими вдосконаленнями: «Кожен PVGIS оновлення представляє тисячі годин перевірки та порівняння з реальними даними з існуючих установок. Ця наукова точність є тим, що забезпечує надійність оцінок».

Майбутні перспективи

У майбутніх версіях очікується кілька багатообіцяючих розробок:

• Більш просунута інтеграція гібридних систем (фотоелектричні + вітер)
• Уточнене моделювання двосторонніх технологій
• Спеціальні інструменти для агровольтаїки
• Більш детальний аналіз впливу зміни клімату на довгострокову продуктивність

Інженер, який бере участь у розробці PVGIS24 нещодавно сказав мені: «Ми працюємо над функціями, які дозволять симулювати розширені стратегії власного споживання, інтегруючи електромобілі та системи розумного будинку. Мета полягає в тому, щоб підтримати перехід до більш інтегрованих і стійких енергетичних систем».

висновок: PVGIS, стовп енергетичного переходу

Крім технічних характеристик, PVGIS являє собою фундаментальний прогрес у демократизації сонячної енергії. Роблячи дані та інструменти доступними для експертів, це допомагає прискорити впровадження відновлюваних джерел енергії в усьому світі.

Для професіоналів, PVGIS став щоденним супутником, який робить оцінки надійнішими та підвищує довіру до проекту. Для людей це вікно в сонячний потенціал навколишнього середовища, інструмент розширення прав і можливостей, що дозволяє обґрунтовано вибирати енергію.

Як красномовно резюмує Олена, дослідник енергетичних переходів: "PVGIS чудово втілює європейський дух інновацій у служінні загальному благу. Перетворюючи складні наукові дані в доступну та дієву інформацію, це конкретно допомагає побудувати більш стійке та децентралізоване енергетичне майбутнє».

Незалежно від того, чи відкриваєте ви PVGIS сьогодні або використовували його роками, одне можна сказати напевно: цей інструмент продовжуватиме розвиватися та рости, відображаючи прогрес сонячної галузі, що швидко розвивається, і підтримуючи глобальний енергетичний перехід із точністю та надійністю, якими він відомий.

Ця стаття була написана у співпраці з регулярним PVGIS користувачів у Європі, Північній та Південній Америці, включаючи дослідників, установників сонячних батарей і спеціалізовані консалтингові фірми. Їхній реальний досвід і погляди збагатили кожен розділ цієї презентації.