Niektoré odborné termíny sa môžu líšiť. Ako referencia slúži anglická verzia.

Presnosť slnečného žiarenia#

Prijaté žiarenie predstavuje prvý krok v procese premeny energie, pretože definuje maximálne teoretické množstvo slnečnej energie, ktoré je k dispozícii pred zohľadnením ďalších strát.

Zabezpečenie presnosti modelovania slnečného žiarenia je preto rozhodujúce pre spoľahlivé predpovede energetických výnosov.

Čo sme urobili

  • Zozbierali sme údaje z 320 verejne dostupných pozemných staníc merajúcich GHI.
  • Zozbieranie údajov z 235 verejne dostupných pozemných staníc merajúcich DNI.
  • Porovnať merania s rovnakými obdobiami z nášho satelitného modelu ožiarenia.

Získané výsledky

  • Priemer všetkých odchýlok pre GHI bol 0,5 % so štandardnou odchýlkou 3 %.
  • Priemer všetkých skreslení pre DNI bol 2,2 % so štandardnou odchýlkou 6 %.

Závery

  • Vysoká presnosť satelitného modelu ožiarenia Solargis.
  • Doteraz najrozsiahlejšie overenie vykonané poskytovateľom údajov o slnečnej energii.

Čo sme urobili

  • Zaradenie každého overovacieho miesta do hlavných kategórií klasifikácie klímy podľa Köppena Geigena.
  • Zoradiť všetky zozbierané štatistiky validácie pre GHI a DNI podľa typu klímy

Získané výsledky

Vypočítali sme odchýlku modelovaných a nameraných údajov a RMSD pre všetky dostupné stanice, pre rady GHI aj DNI:

  • Odchýlka sa riadi očakávanou pravdepodobnosťou pre modely žiarenia pre všetky klimatické oblasti.

  • RMSD pre mesačné, denné a hodinové údaje vykazujú konzistentné hodnoty.

Závery

  • Satelitný model Solargis funguje konzistentne pre všetky klimatické oblasti.
  • Ako sa očakávalo vzhľadom na povahu modelov, vykazuje vyššiu výkonnosť pre suché a mierne podnebie.

Čo sme urobili

  • Mesačné údaje o albede zo Solargisu sme porovnali s pozemnými meraniami z albedometrov.
  • Dostupnosť meraní bola obmedzená na stanice v Severnej Amerike.

Získané výsledky

  • Validácia preukázala priemernú odchýlku -0,01.

Závery

  • Výsledky overovania dokazujú vysokú presnosť údajov o albede systému Solargis pre simulácie fotovoltaických elektrární.
  • Hoci sa toto overovanie týka relatívne malého počtu lokalít, predstavuje rôznorodé klimatické podmienky.
  • Použitie mesačných hodnôt albedo namiesto konštantných hodnôt zvyšuje presnosť modelovania fotovoltaiky.

Čo sme urobili

  • Vybrali sme rôzne miesta a konfigurácie, aby sme pokryli širokú škálu svetelných podmienok vrátane jasnej oblohy, zamračených scenárov a komplexných nastavení tienenia.
  • Porovnajte algoritmus sledovania lúčov Solargis s referenčným modelom Radiance, ktorý je známy svojimi robustnými optickými simuláciami.

Získané výsledky

  • Pri jasnej oblohe výsledky Solargis a Radiance preukázali silnú zhodu.
  • Pri zamračených scenároch boli výstupy rovnako zhodné.
  • Komplexné simulácie zatienenia a ožiarenia zadnej strany poukázali na menšie odchýlky spôsobené rozdielmi v konfiguráciách sledovania lúčov.

Závery

  • Testy potvrdili presnosť algoritmu sledovania lúčov Solargis a modelu oblohy Perez.
  • Model funguje konzistentne pre prednú aj zadnú stranu modulov.
  • Výrazné zlepšenie presnosti simulácií systémov využívajúcich bifaciálnu technológiu v porovnaní s inými existujúcimi prístupmi.

Čo sme urobili

  • Spoločnosť Solargis sa zúčastnila na projekte "Worldwide Benchmark of Modeled Solar Irradiance Data 2023", ktorý sa uskutočnil v rámci úlohy Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA) v rámci programu fotovoltaických energetických systémov (PVPS).
  • V tejto porovnávacej správe sa hodnotila a porovnávala výkonnosť desiatich rôznych modelov slnečného žiarenia s kvalitnými pozemnými meraniami.

Výsledky získané agentúrou IEA

  • Štúdia IEA skúmala 129 pozemných staníc po kontrole kvality údajov. Tá zahŕňala vizuálne kontroly, ktoré zahŕňali aspekty ako posúdenie zatienenia, test uzavretia, kontrolu symetrie AM/PM pre GHI a kalibračnú kontrolu pomocou indexu jasnej oblohy.
  • Vypočítal sa súbor kompletných ukazovateľov výkonnosti vrátane skreslenia, RMSD, KSI a ďalších ukazovateľov, ktoré ukazujú relatívnu frekvenciu prekročení a kombinovaný index výkonnosti.

Závery

  • Výsledky porovnávacích testov ukazujú "výrazné odchýlky vo výkonnosti medzi rôznymi modelovanými súbormi údajov", ktoré boli hodnotené.
  • Najmä metriky odchýlok súborov údajov založených najmä na geostacionárnych družicových snímkach sú si bližšie ako súbory údajov založené na NWP a polárnych družiciach. Konkrétne sa v správe uvádza, že "najnižšie priemerné metriky odchýlok často dosahuje jediný súbor údajov (Solargis)".
  • Výsledky sú v súlade s trendmi pozorovanými v predchádzajúcich nezávislých štúdiách.

Presnosť podmienok prostredia#

Podmienky prostredia definujú prevádzkové prostredie, v ktorom systém funguje. Preto je presné overenie teploty, vetra, vlhkosti a iných meteorologických parametrov nevyhnutné na posúdenie presnosti strát účinnosti a odhad dlhodobých účinkov degradácie.

Čo sme urobili

  • Zozbierali sme údaje z referenčných metrologických staníc z viac ako 11 000 lokalít v rôznych klimatických pásmach.
  • Porovnať hodnoty teploty vzduchu vo výške 2 m (TEMP) zahrnuté v súboroch údajov Solargis pre rovnaké lokality a vypočítať skreslenie modelovaných a nameraných údajov pre všetky dostupné stanice.

Získané výsledky

  • Pre TEMP sme vypočítali priemernú odchýlku -0,1 °C (24 hodín) a štandardnú odchýlku 1 °C.
  • Vo všeobecnosti sú nočné odchýlky o niečo vyššie, ale denné hodnoty - relevantné pre výrobu slnečnej energie - sú odhadnuté s vyššou presnosťou.

Závery

  • Metodika odvodenia meteorologických parametrov v časových radoch Solargis, ktorá integruje globálne modely NWP s pokročilými technikami následného spracovania na zlepšenie rozlíšenia teplotných údajov, bola úspešne overená.
  • Teplota vzduchu v systéme Solargis je vysoko spoľahlivá a dobre sa hodí na výpočet teploty fotovoltických článkov, čo je rozhodujúci faktor pri posudzovaní tepelných strát vo fotovoltických systémoch.
  • Hoci údaje o teplote vzduchu odvodené z globálnych modelov NWP reprezentujú širšie regióny a nemusia plne zachytávať lokalizované mikroklímy, neustále vykazujú vysokú spoľahlivosť, vďaka čomu sú veľmi efektívne na simulácie fotovoltických systémov.

Čo sme urobili

  • Zozbierali sme údaje z referenčných metrologických staníc z viac ako 11 000 lokalít v rôznych klimatických pásmach.
  • Porovnať hodnoty rýchlosti vetra (WS) zahrnuté v súboroch údajov Solargis pre rovnaké lokality a vypočítať skreslenie modelovaných a nameraných údajov pre všetky dostupné stanice.

Získané výsledky

  • Pre WS sme vypočítali priemernú odchýlku 0,1 m/s (24 hodín) a štandardnú odchýlku 1,1 m/s.
  • Vo všeobecnosti sú nočné odchýlky o niečo vyššie, ale denné hodnoty - relevantné pre výrobu slnečnej energie - sú odhadnuté s vyššou presnosťou.

Závery

  • Údaje Solargis o rýchlosti vetra sú veľmi spoľahlivé a vhodné na výpočet teploty fotovoltických článkov v kombinácii s ďalšími parametrami, ako je teplota vzduchu a slnečné žiarenie.
  • Hoci údaje o rýchlosti vetra z globálnych modelov NWP reprezentujú širšie regióny a nemusia plne zachytávať lokalizovanú mikroklímu, neustále vykazujú vysokú spoľahlivosť, vďaka čomu sú veľmi efektívne na simulácie fotovoltických panelov.

Čo sme urobili

  • Zhromaždili sme údaje z referenčných meteorologických staníc z viac ako 11 000 miest v rôznych klimatických pásmach.
  • Porovnať hodnoty relatívnej vlhkosti (RH) zahrnuté v súboroch údajov Solargis pre tie isté lokality a vypočítať skreslenie modelovaných a nameraných údajov pre všetky dostupné stanice.

Získané výsledky

  • V prípade relatívnej vlhkostije vypočítaná priemerná odchýlka 0 % (24 h) a štandardná odchýlka 7 % odráža dobrú zhodu s pozemnými meraniami.

Závery

  • Údaje o relatívnej vlhkosti Solargis poskytujú presné vstupy pre ďalšie výpočty očakávaných strát znečistenia pomocou fyzikálnych modelov.
  • Hoci údaje o relatívnej vlhkosti z globálnych modelov NWP reprezentujú širšie regióny a nemusia plne zachytávať lokalizovanú mikroklímu, neustále vykazujú vysokú spoľahlivosť, vďaka čomu sú veľmi efektívne pre simulácie fotovoltických systémov.

Presnosť strát pri premene energie#

Presné simulačné algoritmy sú nevyhnutné na optimalizáciu výkonu fotovoltického systému počas procesu návrhu. Medzi kritické faktory patrí kvalita vstupných údajov používaných na modelovanie premeny energie - zo slnečného žiarenia na jednosmerný prúd vo fotovoltaických moduloch, z jednosmerného prúdu na striedavý prúd v striedačoch - a odhad strát energie počas následného prenosu a distribúcie.

Čo sme urobili

  • Zhromaždiť technické špecifikácie najobľúbenejších fotovoltaických modulov v odvetví.
  • Okrem iných parametrov skontrolujte všeobecné údaje, mechanické charakteristiky, elektrické charakteristiky, modelové charakteristiky diód, optické charakteristiky, charakteristiky PV modulov a referenčné podmienky.

Výsledok, ktorý sme získali

  • Po overení zozbieraných informácií experti spoločnosti Solargis zistili nezrovnalosti a chýbajúce informácie v dátových listoch, certifikátoch a laboratórnych správach.
  • Vplyv spustenia simulácií s použitím neoverených fotovoltických modulov môže byť značne vysoký.

Závery

  • Presnosť a spoľahlivosť technických údajov o fotovoltaickom module sú kľúčom k zabezpečeniu presných výsledkov simulácie fotovoltaických systémov.
  • Je potrebný prísny proces overovania komponentov, ktorý každému FV modulu prostredníctvom odborných kontrol priradí triedu spoľahlivosti.
  • Proces overovania zahŕňa doplnenie požadovaných parametrov, absolvovanie kritických validácií a overenie pravosti dátových listov, certifikátov a laboratórnych správ.

Čo sme urobili

  • Zhromaždili sme technické špecifikácie najobľúbenejších solárnych meničov v odvetví.
  • Okrem iných špecifických parametrov skontrolujte všeobecné údaje, vstupné a výstupné charakteristiky, prevádzkový výkon, mechanické vlastnosti, účinnosť a pokročilé funkcie.

Výsledok, ktorý sme získali

  • Po overení zozbieraných informácií experti spoločnosti Solargis zistili nezrovnalosti a chýbajúce informácie v dátových listoch, certifikátoch a laboratórnych správach.
  • Vplyv vykonávania simulácií s použitím neoverených meničov môže byť značne vysoký.

Závery

  • Presnosť a spoľahlivosť technických údajov striedača sú kľúčom k zabezpečeniu presných výsledkov simulácie fotovoltaických systémov.
  • Je potrebný prísny proces overovania komponentov, ktorý každému striedaču prostredníctvom odborných kontrol priradí triedu spoľahlivosti.
  • Proces overovania zahŕňa doplnenie požadovaných parametrov, absolvovanie kritických validácií a overenie pravosti technických listov, certifikátov a laboratórnych správ.

Čo sme urobili

  • Zozbierali sme súbory údajov o slnečnej energii s vysokým rozlíšením pre 20 lokalít pokrývajúcich rôzne klimatické zóny.
  • Porovnanie vypočítaných strát pri orezávaní striedača a energetického výnosu pomocou vstupných údajov o slnečnom žiarení v časovom rozlíšení 1 minúta, 15 minút a 60 minút.

Získané výsledky

  • Tropické lokality vykazujú až 2,5 % nadhodnotenie ročnej produkcie pri použití 60-minútových údajov namiesto 1-minútových.
  • Väčšie hodnoty sa získali pri pomere DC/AC 1,5.

Závery

  • Používanie údajov s 1-minútovým rozlíšením pri návrhu fotovoltického systému zvyšuje presnosť tým, že minimalizuje nadhodnotenie výroby a poskytuje presnejšie posúdenie strát pri orezávaní.
  • Vývoj a používanie presných 1-minútových modelov sa odporúča na optimalizáciu pomeru DC/AC, analýzu stability siete, dimenzovanie systémov skladovania energie a zabezpečenie súladu so sieťovými predpismi.