مقایسه بهره وری انرژی ریزنصب فتوولتائیک مدل شده و اندازه گیری شده


در دنیا و اروپا افزایش بالایی در ظرفیت نصب شده و تولید در زمینه انرژی های تجدیدپذیر (عمدتا فتوولتائیک و باد) وجود دارد. [1]. لهستان یکی از رهبران بازار ظرفیت جدید فتوولتائیک در اروپا است [2]، [3]. طراحی و انتخاب صحیح تاسیسات فتوولتائیک برای مشتریان یا سرمایه گذاران بر اقتصاد سرمایه گذاری و ثبات مدیریت و همچنین بر بسیاری از جنبه های دیگر تاثیر دارد. [4]، [5]، [6]. روش های محاسباتی مختلفی برای تعیین کمیت تولید انرژی استفاده می شود، به عنوان مثال، نرم افزار ترکیبی بهینه سازی منابع انرژی چندگانه (HOMER) [7]. روش های فعلی انتخاب تاسیسات PV بر اساس داده های یک سال مرجع معمولی (TRY) است، این یک روش موثر و ساده است، اما در عمل تأیید آن دشوار است – به عقب (تاریخی)، زیرا هیچ داده واقعی برای سال های گذشته وجود ندارد. (تولید انرژی در مورد برنامه ریزی سرمایه گذاری). در میان سایرین از عربستان سعودی، تلاش کرد تا محاسبه بر اساس شرایط TRY را با داده های واقعی از بهره وری انرژی پانل ها مقایسه کند. این روش مؤثری نیست، زیرا بازتولید دقیق روز با شرایطی مانند TRY در شرایط آزمایشگاهی دشوار است. عبدالحافظ و همکاران آزمایشات تأیید را برای 3 روز کارکرد تأسیسات PV در زوایای شیب مختلف در شهر تگرگ، KSA انجام داد. [8] با مقایسه نتایج مدل (PV*SOL اما بدون نشان دادن معادلات) با نتایج تولید انرژی از یک تاسیسات واقعی. برای این منظور از دو پارامتر ضریب همبستگی (ρ) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده کرد. [9]). پارامتر اول (ρ) برای هر سه روز به طور جداگانه محاسبه شد: 0.89، 0.76، و 0.86. مقدار دوم (RMSE) 6.1٪ برای مدل PV 0 درجه شیب، 9.9٪ برای 30 درجه، و 7.1٪ برای 60 درجه بود. نتایج به‌دست‌آمده معمولاً کمتر از 7 درصد بود که مقدار توصیه‌شده RMSE از NREL بود [8]. در حالی که ASHRAE توسعه یافته (راهنمای 14) پیشنهاد می کند که مقدار RMSE باید کمتر از 30 درصد باشد تا مدل انرژی PV به درستی اعتبار سنجی شود. [8]، [10].

به طور کلی، تحقیقات زیادی در مورد مدل‌های محاسباتی بهره‌وری انرژی PV در ادبیات وجود دارد، اما بدون اثبات صحت کاربرد مدل محاسباتی. یکی از آنها برای مطالعه شبیه سازی شرایط بغداد است [11]. این مطالعه داده های شرایط آب و هوایی (دما، شدت تابش خورشیدی، رطوبت نسبی و سرعت باد) را برای تعیین سیستم بهینه روشنایی با انرژی خورشیدی برای ساختمان های دانشگاه در نرم افزار HOMER در نظر می گیرد. با این حال، این مطالعه نتایج را به درستی با استفاده از داده های آب و هوای فعلی برای بررسی بهره وری سیستم تایید نمی کند [11]. در مقابل، در کار Milosavljević و همکاران. مقایسه ای بین نرم افزارهای مختلف محاسبه تولید انرژی PV انجام شد، اما مدل های محاسباتی انجام نشد (عدم روش مقایسه، معادلات وجود دارد). در میان نرم‌افزارهای تحلیل‌شده، در بسیاری از موارد، بیشترین تفاوت بین نشانه‌های مدل‌های محاسباتی و سیستم تولید انرژی PV واقعی برای HOMER یافت شد، اما بدون پرداختن به دلایل، به عنوان مثال تفاوت در پایگاه‌های اطلاعاتی آب و هوا گنجانده شد. احتمالاً داده های هواشناسی مربوط به دوره دقیق تحقیق نبوده و از داده های مرجع استفاده شده است [12]. پاولوویچ و همکاران تحقیقات مشابهی را نیز برای مکان صربستان، با استفاده از پایگاه‌های اطلاعاتی مختلف آب و هوا و روش HOMER انجام داد [13]. بنتوبا و همکاران با مقایسه نتایج به صورت تولید انرژی PV از نصب PV واقعی 20 مگاوات (در الجزایر) با محاسبات HOMER، خطای پیش‌بینی در سطح 5.1 درصد بود. با این وجود، در نظر گرفتن دقت داده های آب و هوا در زمینه پیش بینی ارزش انرژی تولید شده کاملاً مشخص نیست، شاید علت خطا پیش بینی داده های آب و هوا باشد و نه کاربردی بودن مدل. [14].

مقایسه روش های محاسبه از جمله HOMER [15] برای شرایط لهستان، توسط Bartecek و همکاران انجام شد. [16]. با این حال، اینها محاسبات شبیه سازی بدون مقایسه با داده های واقعی از نصب PV عامل هستند. این محاسبات بر اساس داده های هواشناسی PVGIS بود، بنابراین تأیید آنها (بدون تاسیسات PV موجود) امکان پذیر نبود. تا کنون، هیچ کس نتایج حاصل از ریزنصبات PV پولیش واقعی را در مقایسه با شبیه سازی تجزیه و تحلیل نکرده است. نکته جدید علمی، آگاهی از دقت در روش شبیه‌سازی در شرایط لهستانی و کشورهای اروپای مرکزی شرقی است. علاوه بر این مقاله مقایسه بین داده های تابش خورشیدی از ERA5 و اندازه گیری واقعی را ارائه می دهد. ارزش اصلی کار تأیید صحت کاربرد مدل محاسباتی بر اساس متدولوژی HOMER (معادلات و داده ها) به صورت روزانه، ماهانه و سالانه برای شرایط فوق است. می توان از آن برای توسعه فناوری های پایدار در اروپای مرکزی شرقی استفاده کرد.


ترجمه و ارائه توسط: ttmnews