Kilde: eedesignit
Den høye presisjonen tildet nye simuleringsrammeverket sammenlignet med eksisterende tilnærminger kommer fra det faktum at rammeverket ikke bare beregner energiutbyttet til de enkelte celler og moduler basert på lokale og varierende meteorologiske forhold, men også tar hensyn til den tosidige belysningen og måten den er på påvirket av modulrammer, systemkomponenters geometri og varierende albedo.
For å muliggjøre implementering av avanserte optiske simuleringer (ved hjelp av strålesporing) på systemnivå, ble det også lagt spesiell vekt på å optimalisere beregningsstrømmen: til tross for at den gir mer detaljert og nøyaktig informasjon, matcher imec's løsning konkurrenter når det gjelder hastighet.
Bifacial PV-systemer kan årlig generere fem til 20% mer strøm enn deres tradisjonelle monofaciale kolleger til liten eller ingen ekstra kostnad. På grunn av denne fordelen får bifaciale PV-installasjoner markedsandeler. Imidlertid kan begrensningene til de nåværende simuleringsverktøyene for nøyaktig å bestemme deres forventede energiutbytte hindre ytterligere distribusjon.
Mens de eksisterende kommersielle energibærende simuleringsverktøyene og tilnærminger som brukes for prosjektering av PV-kraftverk har blitt mer og mer presise for standard monofasiale silisiumsolmoduler, inkluderer deres estimater for bifaciale systemer fortsatt høye feilmarginer.
Det er mer utfordrende å beregne energiutbyttet til bifaciale solcellemoduler fordi energiproduksjon fra lys mottatt på baksiden avhenger av mange variabler som er vanskelige å bestemme og kan variere i løpet av dagen, for eksempel selvskygging, anleggsgeometri, monteringsstruktur, bakken albedo (= prosentandelen av sollys reflektert av bakken til PV-modulens bakside).
I tillegg forårsaker ikke-ensartethet i bakbelysning forskjellig total energiproduksjon på modulnivå og følgelig elektriske tap av misforhold på strengnivå. Dette betyr at strengkonfigurasjonen også spiller en rolle i det globale solkraftverkets energiutbytte.
Philip Pieters, forretningsutviklingsdirektør i imec / EnergyVille, uttalte: "Det at vi jobber med en løsning som nøyaktig kan forutsi energiutbyttet til både individuelle bifaciale paneler og hele systemer, er ikke bare viktig fra et R& D-punkt synspunkt, men vi forventer at det vil stimulere implementering av bifaciale moduler i felt, og redusere prisen på grønn energi ytterligere.
"Siden dagens energibesparelsesverktøy for bifacial teknologi ikke er så presise, har ikke investorene et godt syn på avkastningen, noe som gjør dem nølende med å ta steget. Vi er for øyeblikket i den endelige valideringsfasen av vårt simuleringsrammeverk. Når det først er fullt tilgjengelig, vil det gi PV-anleggsutviklere større tillit til den oppnåelige bifaciale gevinsten, og dermed muliggjøre enklere finansiering av bifaciale kraftverk. ”
Eszter Voroshazi, R& D Manager for PV moduler og systemer hos imec / EnergyVille, la til: "En viktig prestasjon er at verktøyet vårt vil være i stand til å beregne energiutbyttet til et helt system, samtidig som det holder en lav feilmargin på< 5%="" (daglig="" rmse)="" selv="" i="" komplekse="" scenarier="" og="" med="" høy="">
Effekten av teknologiske detaljer og systemkonfigurasjonsdetaljer på ujevnheten på baksiden av modulene har en overraskende viktig effekt og kan utløse store tap opptil 40% på grunn av misforhold mellom modulene, og derfor fortsetter vi å videreutvikle simuleringene våre å kombinere en fysikkbasert tilnærming med datateknikker med høy ytelse. Vårt endelige mål er å beregne den bifaciale forsterkningen på modul, streng og systemnivå med høy presisjon og muliggjøre et flermål og automatisert PV-kraftverksdesignverktøy på lengre sikt. ”
Imecs nye simuleringsramme er allerede validert på modulnivå på EnergyVille, et samarbeid mellom de flamske forskningsinstituttene KU Leuven, VITO, imec og UHasselt innen bærekraftig energi og intelligente energisystemer, og i samarbeid med Kuwait University. Nå er rammene klare til å bli validert på installasjoner i stor skala under virkelige forhold og i forskjellige klima over hele verden.
Etter hvert som nettet endrer seg, og fornybar energis andel av den globale energiproduksjonen øker raskt, vil nøyaktige estimater og simuleringer av energiutbyttet bli stadig viktigere, avslutter Pieters.