Sự hiểu biết PVGIS: Công cụ cách mạng hóa kế hoạch mặt trời

Khi tôi bắt đầu làm việc trong lĩnh vực quang điện khoảng mười lăm năm trước, ước tính tiềm năng mặt trời của một địa điểm gần giống như giả kim thuật. Chúng tôi đã sử dụng dữ liệu thời tiết thô, tính toán thủ công phức tạp và một liều trực giác tốt. Sự xuất hiện của PVGIS Thay đổi mọi thứ, biến một quá trình không chắc chắn thành một khoa học chính xác có thể truy cập được cho tất cả mọi người. Hôm nay, tôi không thể tưởng tượng việc thiết kế một dự án năng lượng mặt trời mà không có công cụ không thể thiếu này cho cả các chuyên gia và các cá nhân tò mò.

Nguồn gốc của PVGIS: một câu chuyện về đổi mới châu Âu

PVGIS, hoặc hệ thống thông tin địa lý quang điện, được sinh ra từ một tầm nhìn đầy tham vọng trong Trung tâm nghiên cứu chung (JRC) của Ủy ban Châu Âu. Vào những năm 2000, khi năng lượng mặt trời mới bắt đầu nổi lên như một sự thay thế đáng tin cậy, một nhóm các nhà nghiên cứu châu Âu đã giải quyết một thách thức đáng kể: dân chủ hóa việc tiếp cận dữ liệu mặt trời có độ chính xác cao.

"Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một công cụ cho phép bất cứ ai, từ các nhà nghiên cứu đến công dân, để đánh giá tiềm năng mặt trời của bất kỳ địa điểm nào ở châu Âu", Thomas, một trong những kỹ sư tham gia vào các phiên bản đầu tiên của PVGIS, gần đây đã nói với tôi. "Vào thời điểm đó, dữ liệu này được bảo vệ ghen tị bởi một vài tổ chức hoặc công ty chuyên ngành."

Những gì bắt đầu như một dự án châu Âu dần dần mở rộng để bao quát châu Phi, sau đó là châu Á và cuối cùng là toàn bộ thế giới. Hôm nay, PVGIS tồn tại trong hai phiên bản bổ sung: phiên bản thể chế miễn phí (PVGIS 5.3) được duy trì bởi JRC và phiên bản thương mại nâng cao (PVGIS24) làm phong phú thêm trải nghiệm với các tính năng bổ sung và giao diện hiện đại hóa.

Giải mã PVGIS: nhiều hơn một máy tính mặt trời đơn giản

Để hiểu bản chất của PVGIS, người ta phải vượt ra ngoài định nghĩa kỹ thuật của nó. Chắc chắn, nó là một hệ thống thông tin địa lý chuyên về quang điện, nhưng mô tả đó không công bằng cho bản chất thực sự của nó.

Một cơ sở dữ liệu khí hậu chưa từng có

Tại trung tâm của PVGIS nằm một tổng hợp dữ liệu chiếu xạ mặt trời, được thu thập trong nhiều thập kỷ và liên tục tinh chế. Không giống như các xấp xỉ khu vực được sử dụng bởi các công cụ khác, PVGIS Kết hợp các biến thể cục bộ tinh tế có thể tạo ra tất cả sự khác biệt.

Trong một dự án ở dãy núi Alps của Thụy Sĩ, tôi đã bị tấn công bởi PVGISKhả năng nắm bắt vi chất thung lũng. Hai địa điểm chỉ cách nhau 3 km có hồ sơ chiếu xạ khác nhau đáng kể do định hướng của thung lũng và bóng tối được tạo ra bởi những ngọn núi xung quanh. Độ chính xác này cho phép vị trí tối ưu và tránh được tính toán sai lầm có thể gây nguy hiểm cho lợi nhuận của dự án.

Một động cơ mô phỏng quang điện tinh vi

PVGIS Không chỉ cung cấp dữ liệu ánh sáng mặt trời thô. Nó tích hợp các mô hình nâng cao mô phỏng hành vi của các hệ thống quang điện trong các điều kiện trong thế giới thực, có tính đến:

• Tổn thất liên quan đến nhiệt độ mô -đun, một yếu tố thường bị đánh giá thấp ở các vùng nóng
• Tác động của góc tới của tia mặt trời đối với hiệu suất
• Những ảnh hưởng của bóng râm xa gây ra bởi địa hình xung quanh
• Sự suy giảm dần dần hiệu suất theo thời gian

Maria, một kiến ​​trúc sư chuyên về thiết kế sinh học ở Barcelona, ​​gần đây đã giải thích cách PVGIS giúp cô thuyết phục một khách hàng hoài nghi: " PVGIS Mô phỏng cho thấy rằng ngay cả với định hướng mái dưới mức tối ưu, hệ thống sẽ đạt 87% năng suất tối đa lý thuyết. Dữ liệu chính xác này đã biến một công ty 'không' thành một 'Có' nhiệt tình. '

Một công cụ ra quyết định tài chính

Kích thước tài chính thường quyết định trong các dự án năng lượng mặt trời. PVGIS24 Bao gồm các tính năng phân tích kinh tế biến giờ kilowatt thành lập luận tài chính cụ thể:

• Trả lại tính toán đầu tư phù hợp với điều kiện địa phương
• Dự báo tiết kiệm trong suốt cuộc đời của hệ thống
• So sánh các cấu hình khác nhau để tối ưu hóa lợi nhuận

Đối với Stefan, một trình cài đặt ở Đức trong hơn 20 năm, khía cạnh này là rất quan trọng: "Trước đây, tôi đã phải tung hứng một số công cụ phần mềm để trình bày một báo cáo đầy đủ cho khách hàng của tôi. Hôm nay, PVGIS Cho phép tôi tạo ra một mô phỏng kỹ thuật và tài chính chỉ trong vài phút truyền cảm hứng cho sự tự tin và tạo điều kiện cho việc ra quyết định. "

Các tính năng tạo ra sự khác biệt

Qua nhiều năm và cập nhật, PVGIS đã được làm phong phú với các tính năng đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành năng lượng mặt trời.

Mô phỏng các hệ thống kết nối lưới

Cấu hình phổ biến nhất hiện nay, trong đó điện được sản xuất được đưa vào lưới hoặc tự tiêu thụ, được mô hình hóa với độ chính xác lớn. PVGIS Cho phép tùy chỉnh mọi khía cạnh của hệ thống:

• Loại và hiệu quả của các mô -đun quang điện
• Cấu hình lắp (mái, mặt đất, máy theo dõi năng lượng mặt trời)
• Tổn thất hệ thống liên quan đến cáp và bộ biến tần

Gần đây tôi đã sử dụng tính năng này để so sánh các công nghệ mô -đun khác nhau cho một dự án cộng đồng ở Ý. Mô phỏng cho thấy một công nghệ đắt tiền hơn một chút sẽ mang lại năng suất tốt hơn trong các điều kiện cụ thể của trang web, với sự khác biệt sản xuất tích lũy là 7% trong 20 năm - một thông tin quyết định cho lựa chọn cuối cùng.

Mô hình hóa các hệ thống ngoài lưới với lưu trữ

Với sự gia tăng của các cài đặt ngoài lưới và tự tiêu thụ với lưu trữ, PVGIS đã phát triển các công cụ cụ thể để mô phỏng các cấu hình phức tạp này:

• Kích thước pin tối ưu dựa trên hồ sơ tiêu thụ
• Ước tính tự chủ hệ thống
• Tính toán tốc độ tự cung cấp năng lượng

Đối với một dự án tị nạn trên núi ở Pyrenees, tính năng này tỏ ra không thể thiếu. "Chúng tôi đã có thể kích thước chính xác khả năng lưu trữ cần thiết để duy trì sức mạnh trong các giai đoạn ánh sáng mặt trời mùa đông thấp", Jean, kỹ sư phụ trách dự án giải thích. "Không có PVGIS, Chúng tôi có thể đã vượt qua hệ thống lên 30%, ảnh hưởng đáng kể đến ngân sách. "

Dữ liệu thời tiết toàn diện

Ngoài chiếu xạ mặt trời, PVGIS Cung cấp một bộ dữ liệu thời tiết thiết yếu để lập kế hoạch mặt trời tối ưu:

• Nhiệt độ trung bình, tối thiểu và tối đa xung quanh
• Tốc độ và hướng gió
• Độ ẩm và lượng mưa tương đối

Thông tin theo ngữ cảnh này tinh chỉnh các dự báo hiệu suất và dự đoán các ràng buộc cụ thể của trang web. Đối với một dự án nông nghiệp ở miền nam Tây Ban Nha, dữ liệu này đã giúp xác định các giai đoạn khi sản xuất năng lượng mặt trời sẽ cao nhất trong khi trùng với nhu cầu tưới tiêu, do đó tối ưu hóa sức mạnh tổng hợp giữa năng lượng và nông nghiệp.

PVGIS Trong thực tế: lời chứng thực của người dùng

Số và tính năng chỉ kể một phần của câu chuyện. Nó được sử dụng hàng ngày PVGISGiá trị của thực sự tỏa sáng.

Kinh nghiệm của một công ty tư vấn

Sophie điều hành một công ty tư vấn chuyên về năng lượng tái tạo ở Lyon. Cho cô ấy, PVGIS đã trở thành một công cụ chiến lược: "Chúng tôi sử dụng PVGIS Từ giai đoạn tiền dự án để nhanh chóng đánh giá tính khả thi và tiềm năng của trang web. Độ chính xác của các ước tính cho phép chúng tôi loại trừ ngay các dự án không thể thực hiện được và tập trung các nguồn lực của chúng tôi vào những người có tiềm năng thực sự. "

Cô ấy cũng làm nổi bật giá trị của PVGIS Là một công cụ truyền thông: "Các báo cáo được tạo ra rất rõ ràng và chuyên nghiệp, với các biểu đồ ngay cả những khách hàng kỹ thuật ít nhất cũng có thể hiểu được. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các cuộc thảo luận và tăng tốc độ ra quyết định."

Phối cảnh của một trình cài đặt

Miguel, một người lắp đặt năng lượng mặt trời ở Valencia trong 15 năm, đã thấy công việc của mình được chuyển đổi bởi PVGIS: "Trước đây, tôi đã dành hàng giờ để giải thích lý do tại sao các ước tính của tôi đáng tin cậy hơn so với đối thủ. Bây giờ, tôi trình bày được cá nhân hóa PVGIS Mô phỏng trực tiếp, và cuộc trò chuyện ngay lập tức chuyển sang chất lượng thiết bị và dịch vụ. "

Ông đặc biệt đánh giá cao khả năng so sánh các cấu hình khác nhau: "Gần đây, một khách hàng đã do dự giữa việc cài đặt tiêu chuẩn và giải pháp với các trình tối ưu hóa. Trong một vài lần nhấp, tôi đã có thể cho anh ta thấy sự khác biệt sản xuất trong 25 năm, biện minh cho khoản đầu tư bổ sung."

Viễn cảnh của chủ nhà

Clara, chủ sở hữu của một ngôi nhà gần Bordeaux, chia sẻ cách tiếp cận PVGIS là dành cho những người không chuyên nghiệp: "Tôi đã xem xét cài đặt các tấm pin mặt trời, nhưng tôi muốn tự xác minh nếu những lời hứa của người cài đặt là thực tế. PVGIS Cho phép tôi lập ước tính của riêng mình và đặt câu hỏi liên quan trong các cuộc họp thương mại. "

Cô ấy nói thêm: "Cuối cùng tôi đã chọn một trình cài đặt cũng đã sử dụng PVGIS và ước tính của họ phù hợp với nghiên cứu của tôi. Sự minh bạch này là quyết định trong quyết định của tôi. "

PVGIS so với các công cụ khác: một so sánh có hiểu biết

Trong một cảnh quan nơi các công cụ mô phỏng năng lượng mặt trời đang nhân lên, PVGIS nổi bật theo một số cách cơ bản.

PVGIS và pvwatts (NREL)

PVWatts, được phát triển bởi Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ, thường được xem xét PVGISĐối tác Mỹ. Đã sử dụng cả hai công cụ cho các dự án quốc tế, tôi có thể chứng thực sự khác biệt đáng kể của chúng:

• PVGIS Cung cấp độ phân giải không gian tốt hơn ở Châu Âu và Châu Phi, trong khi PVWADS thường chính xác hơn ở Bắc Mỹ
• Các PVGIS24 Giao diện trực quan hơn và cung cấp nhiều tùy chọn tùy chỉnh hơn
• PVWATTS cung cấp một cách tiếp cận đơn giản hơn, đôi khi với chi phí chính xác

Một kỹ sư Canada mà tôi đã làm việc trong một dự án xuyên biên giới tóm tắt tình huống: "Chúng tôi sử dụng PVWADS cho các dự án Mỹ của chúng tôi và PVGIS cho những người châu Âu của chúng tôi. Sự khác biệt nằm không quá nhiều về chất lượng tổng thể như độ chính xác của khu vực của dữ liệu cơ bản. "

PVGIS và phần mềm thương mại chuyên dụng

Các giải pháp như Aurora hoặc Helioscope cung cấp các tính năng thiết kế và mô hình 3D tiên tiến, nhưng với chi phí cao hơn đáng kể. PVGISSức mạnh nằm ở tỷ lệ lợi ích chi phí tuyệt vời của nó:

• Khả năng truy cập ngay lập tức mà không cần cài đặt phần mềm
• Đường cong học tập nhanh hơn nhiều
• Nguồn dữ liệu đáng tin cậy và minh bạch
• Phiên bản thể chế miễn phí cho các nhu cầu cơ bản

"Đối với các dự án dân cư và cài đặt thương mại nhỏ, PVGIS Cung cấp mọi thứ chúng tôi cần, "Roberto, một nhà cài đặt ở Ý giải thích." Chúng tôi bảo lưu phần mềm phức tạp hơn cho các dự án công nghiệp lớn, nơi mô hình chi tiết về việc che bóng gần để đầu tư thêm. "

Sự tiến hóa của PVGIS: Một cái nhìn về tương lai

Những cải tiến gần đây

Các phiên bản mới nhất của PVGIS đã giới thiệu các tính năng rất được mong đợi:

• Tích hợp dữ liệu vệ tinh gần đây và độ phân giải cao hơn
• Các mô hình hiệu suất được cải thiện cho các công nghệ mới nổi
• Các công cụ nâng cao để phân tích các hệ thống với lưu trữ
• Giao diện trực quan và đáp ứng hơn trong PVGIS24

Tại một hội nghị năng lượng tái tạo gần đây ở Barcelona, ​​một nhà nghiên cứu của JRC đã trình bày các tác phẩm hậu trường đằng sau những cải tiến này: "mỗi người PVGIS Cập nhật đại diện cho hàng ngàn giờ xác thực và so sánh với dữ liệu thực từ các cài đặt hiện có. Sự nghiêm ngặt khoa học này là những gì đảm bảo độ tin cậy của các ước tính. "

Triển vọng trong tương lai

Một số phát triển đầy hứa hẹn được mong đợi trong các phiên bản tương lai:

• Tích hợp nâng cao hơn của các hệ thống lai (quang điện + gió)
• Mô hình tinh chế của các công nghệ hai chiều
• Các công cụ cụ thể cho các ứng dụng Agrivoltaic
• Phân tích chi tiết hơn về tác động của biến đổi khí hậu đối với hiệu suất lâu dài

Một kỹ sư tham gia vào việc phát triển PVGIS24 Gần đây đã nói với tôi: "Chúng tôi đang làm việc trên các tính năng cho phép mô phỏng các chiến lược tự tiêu thụ tiên tiến, tích hợp xe điện và hệ thống nhà thông minh. Mục tiêu là hỗ trợ chuyển đổi sang các hệ thống năng lượng tích hợp và kiên cường hơn."

Phần kết luận: PVGIS, một trụ cột của quá trình chuyển đổi năng lượng

Ngoài các tính năng kỹ thuật của nó, PVGIS Đại diện cho một tiến bộ cơ bản trong việc dân chủ hóa năng lượng mặt trời. Bằng cách làm cho dữ liệu và công cụ một khi được dành riêng cho các chuyên gia có thể truy cập, nó giúp tăng tốc triển khai các năng lượng tái tạo trên toàn thế giới.

Cho các chuyên gia, PVGIS đã trở thành một người bạn đồng hành hàng ngày làm cho ước tính đáng tin cậy hơn và nâng cao độ tin cậy của dự án. Đối với các cá nhân, đó là một cửa sổ vào tiềm năng mặt trời của môi trường của họ, một công cụ trao quyền cho phép các lựa chọn năng lượng sáng suốt.

Như Elena, một nhà nghiên cứu trong chuyển đổi năng lượng, tóm tắt một cách hùng hồn: "PVGIS thể hiện hoàn hảo tinh thần đổi mới châu Âu để phục vụ lợi ích chung. Bằng cách chuyển đổi dữ liệu khoa học phức tạp thành thông tin có thể truy cập và có thể hành động, nó đã giúp xây dựng một tương lai năng lượng bền vững và phi tập trung hơn. "

Cho dù bạn đang khám phá PVGIS Ngày nay hoặc đã sử dụng nó trong nhiều năm, một điều chắc chắn: công cụ này sẽ tiếp tục phát triển và phát triển, phản ánh những tiến bộ của ngành năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng và hỗ trợ chuyển đổi năng lượng toàn cầu với độ chính xác và độ tin cậy mà nó được biết đến.

Bài viết này được viết với sự hợp tác với thường xuyên PVGIS Người dùng trên khắp châu Âu, Bắc Mỹ và Nam Mỹ, bao gồm các nhà nghiên cứu, người lắp đặt năng lượng mặt trời và các công ty tư vấn chuyên ngành. Kinh nghiệm và quan điểm thực tế của họ đã làm phong phú mọi phần của bài thuyết trình này.