Źródło: eedesignit
Wysoka precyzjanowa struktura symulacji w porównaniu z istniejącymi podejściami wynika z faktu, że ramy nie tylko obliczają wydajność energetyczną poszczególnych komórek i modułów w oparciu o lokalne i zmienne warunki meteorologiczne, ale także uwzględniają dwustronne oświetlenie i sposób, w jaki wpływają na nią ramy modułów, geometria komponentów systemu i różne albedo.
Aby umożliwić wdrożenie zaawansowanych symulacji optycznych (z wykorzystaniem ray-tracingu) na poziomie systemu, szczególną uwagę podjęto również w celu optymalizacji przepływu obliczeniowego: pomimo dostarczania bardziej szczegółowych i dokładnych informacji, rozwiązanie imec pasuje do konkurentów pod względem szybkości.
Dwuwziątowe systemy fotowoltaialne mogą rocznie wytwarzać od pięciu do 20% więcej energii elektrycznej niż ich tradycyjne monofacial odpowiedniki za niewielkie lub żadne dodatkowe koszty. Dzięki tej korzyści dwutwarzowe instalacje fotowoltaiowe zyskują udział w rynku. Jednak ograniczenia obecnych narzędzi symulacyjnych w celu dokładnego określenia ich oczekiwanego wydajności energii mogą utrudniać dalsze wdrażanie.
Podczas gdy istniejące komercyjne narzędzia symulacyjne wydajności energetycznej i podejścia stosowane do projektowania elektrowni fotowoltaicznych stały się coraz bardziej precyzyjne dla standardowych monofacial silicon solar modules, ich szacunki dla systemów dwutwarzowych nadal zawierają wysokie marginesy błędu.
Obliczanie wydajności energetycznej dwutwarzowych modułów słonecznych jest trudniejsze, ponieważ wytwarzanie energii ze światła odbieranego z tyłu zależy od wielu zmiennych, które są trudne do określenia i mogą się różnić w ciągu dnia, takich jak samocienie, geometria instalacji, struktura montażowa, albedo gruntowe (= procent światła słonecznego odbijanego przez ziemię do tylnej strony modułu fotowoltaicznego).
Ponadto nieumundurowość w tylnym oświetleniu powoduje różne całkowite wytwarzanie energii na poziomie modułu, a w konsekwencji straty niedopasowania elektrycznego na poziomie strun. Oznacza to, że konfiguracja strun odgrywa również rolę w globalnej wydajności energii elektrowni słonecznej.
Philip Pieters, Business Development Director w imec/EnergyVille, stwierdził: "Fakt, że pracujemy nad rozwiązaniem, które może dokładnie przewidzieć wydajność energii zarówno pojedynczych paneli dwutwarzowych, jak i całych systemów, jest nie tylko ważny z punktu widzenia R&D, ale oczekujemy, że będzie stymulować wdrażanie modułów dwutwarzowych w terenie, co jeszcze bardziej obniży cenę zielonej energii.
"Ponieważ obecne narzędzia do prognozowania wydajności energii dla technologii dwutwarzowej nie są tak precyzyjne, inwestorzy nie mają dobrego obrazu zwrotu z inwestycji, co sprawia, że nie chcą podjąć kroku. Obecnie jesteśmy w końcowej fazie walidacji naszych ram symulacji. Gdy będzie w pełni dostępny, da deweloperom elektrowni fotowoltaicznych większą pewność co do osiągalnych korzyści dwutwarzowych, co pozwoli na łatwiejsze finansowanie elektrowni dwutwarzowych."
Eszter Voroshazi, R&D Manager modułów i systemów fotowoltaicznych w imec/EnergyVille, dodał: "Ważnym osiągnięciem jest to, że nasze narzędzie będzie w stanie obliczyć wydajność energii całego systemu, przy zachowaniu niskiego marginesu błędu< 5%="" (daily="" rmse)="" even="" in="" complex="" scenarios="" and="" at="" high="" speed="" of="">
"Wpływ szczegółów konfiguracji technologicznej i systemowej na niejednorodność tylnej strony modułów ma zaskakująco ważny efekt i może powodować poważne straty do 40% z powodu rozbieżności między modułami, dlatego dążymy do dalszego rozwoju naszych symulacji łączących podejście oparte na fizyce z technikami obliczeniowymi o wysokiej wydajności. Naszym ostatecznym celem jest precyzyjne obliczenie dwutwarzowego wzmocnienia na poziomie modułu, sznurka i systemu oraz umożliwienie wieloobiektowego i zautomatyzowanego narzędzia do projektowania elektrowni fotowoltaicznych w dłuższej perspektywie."
Nowe ramy symulacji Imec zostały już zatwierdzone na poziomie modułów w EnergyVille, współpracy między flamandzkimi instytutami badawczymi KU Leuven, VITO, imec i UHasselt w dziedzinie zrównoważonej energii i inteligentnych systemów energetycznych, a także we współpracy z Uniwersytetem Kuwejtu. Teraz ramy są gotowe do zatwierdzenia w instalacjach na dużą skalę w rzeczywistych warunkach i w różnych klimatach na całym świecie.
"W miarę jak sieć się zmienia, a udział energii odnawialnej w globalnej produkcji energii rośnie szybko, dokładne szacunki i symulacje wydajności energii staną się coraz ważniejsze", zakończył Pieters.
