Vědci v Nizozemsku vyvinuli model pro předpovídání energetického výnosu fotovoltaického systému. Ten má být schopný zohlednit faktory, jako částečné zastínění a vícenásobná orientace modulů. Model testovali proti referenční buňce a pyranometru a vykazoval méně než 5% chybu. Vědci tvrdí, že jejich přístup je až o tři řády rychlejší než běžnější přístupy využívající komplexní sledování paprsků.
Nový model
Přesný výpočet toho, kolik energie FV systém vyrobí v dané lokalitě, je nezbytný pro prokázání hodnoty pro investory a zajištění optimálního využití technologie. Růst bifaciálního fotovoltaického systému spolu se solárním pronikáním do městského prostředí a dokonce i do vozidel znamená, že v takových modelech se musí vzít v úvahu více faktorů.
Modely sledování paprsku, které sledují cestu jednotlivého paprsku světla od modulu ke zdroji nebo naopak, nabízejí nejpřesnější simulaci provozu FV systému, ale také vyžadují mnoho času a výpočetního výkonu. A zohlednění změn na povrchu modulu i na obloze během dne činí tyto modely ještě složitějšími na zpracování.
Vědci pod vedením TU Delft v Nizozemsku hledali způsob, jak snížit složitost modelování bez obětování přesnosti. Dále vyvinuli zpětné sledování paprsků, které používá samostatné výpočty pro podmínky osvětlení a povrch modulu.
„Hlavní výhodou prezentovaného simulačního přístupu je to, že umožňuje plně oddělit řešení problému sledování paprsků od optických vlastností (tj. odrazivosti) povrchů ve scéně a od podmínek osvětlení,“ vysvětlili. „Rozdělení problému simulace ozáření do tří částí umožňuje výrazně zkrátit výpočetní časy ve srovnání s konvenčními přístupy simulace sledování paprsku. Vysoce časově náročné simulace sledování paprsku stačí vyřešit pouze jednou. Výsledky se uloží do paměti, aby se mohl rychle vyhodnotit profil ozáření na modulu.
Optické vlastnosti
Model pro předpovídání energetického výnosu je popsaný v „Časově proměnlivém přístupu k simulaci ozáření se sledováním paprsku pro fotovoltaické systémy ve složitých scénářích s oddělenou geometrií, optickými vlastnostmi a podmínkami osvětlení“, který nedávno publikovali v Progress in Photovoltaics.
Aby skupina potvrdila svůj přístup, simulovala podmínky na své monitorovací stanici v Nizozemsku. Zde porovnala výsledky s údaji získanými z pyranometru a referenční buňky instalované na místě. Přičemž zjistila, že absolutní chyba v jejích simulacích naměřila méně než 5 % . Další srovnání s daty ze spektroradiometru však zjistilo, že model postrádá sofistikovanost. To proto, aby se vypořádal s vlivem mraků na světelné spektrum.
Klíčovou výhodou se stává však schopnost modelů počítat s více hodnotami albeda. Dále rozlišovat mezi různými povrchy a množstvím světla, které odrážejí.
„Ve srovnání s tradičními ray tracery nabízí prezentovaný přístup praktický způsob, jak simulovat povrchy s časově proměnnými optickými vlastnostmi a vypočítat spektrální záření dopadající na FV modul,“ uzavřela skupina. „Tyto funkce mají být zvláště cenné pro simulaci bifaciálních a tandemových fotovoltaických systémů.“
Zdroje: pv-magazine, Towpoint
