Фиксируйте допущения по PV перед сравнением оценок выработки энергии

Резюме

Сравнивайте оценки выработки энергии PV только после фиксации допущений по модулю, массиву, погоде, инвертору, бифасиальности, albedo, soiling, затенению, снегу и доступности, использованных в модели.

Ключевые выводы

• Оценки PVWatts зависят от входных данных и модельных допущений; более высокий показатель kWh не означает автоматически лучшую конструкцию.
• Фиксируйте версию модели и источник погодных данных, поскольку PVWatts V8 использует обновленные модели и данные NSRDB TMY по сравнению с V6.
• Тип модуля следует документировать как standard, premium, thin film или bifacial с указанием bifaciality, где применимо.
• Тип массива меняет интерпретацию наклона, азимута и GCR, особенно для систем слежения и backtracking.
• Разделяйте категории потерь, чтобы избежать двойного учета потерь от soiling, затенения, снега, деградации и доступности.
• Спецификации, цены, сертификации, наличие на складе, экономия и производительность, относящиеся к SOLARTODO, остаются неизвестными, если они не подтверждены проектными документами.

Почему журнал допущений важен

Перед сравнением двух оценок выработки солнечной PV-энергии сначала зафиксируйте входные данные моделирования. PVWatts предназначен для оценки PV-выработки на основе базовой информации о системе, при этом он использует допущения о модулях, поведении инвертора и других частях системы, поэтому две оценки могут отличаться из-за изменения входных данных, а не потому, что у одного поставщика продукт лучше. [SAM PVWatts System Design, n.d.] PVWatts V8 также использует обновленные погодные данные и улучшенные модели модулей, инверторов и тепловых эффектов по сравнению с Version 6, поэтому при сравнении следует указывать версию модели, а также допущения по системе. [PVWatts V8 API, n.d.]

Для B2B-закупок самая безопасная практика — рассматривать любую раннюю оценку выработки энергии как результат модели, а не как гарантированный выход. Предоставленные источники не содержат спецификаций модулей SOLARTODO, записей о внедрениях, сертификаций, данных о наличии на складе, цене, экономии или гарантиях производительности. Эти позиции следует отмечать как неизвестные, пока они не будут подтверждены проектным коммерческим предложением, datasheet, отчетом об испытаниях, контрактом или симуляцией для конкретной площадки.

Допущения по модулям, которые нужно фиксировать

Фиксируйте паспортную DC-мощность в kWdc, поскольку PVWatts определяет паспортную мощность системы как DC-мощность массива при standard test conditions. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Также фиксируйте тип модуля. PVWatts предлагает в API варианты модулей standard, premium и thin-film, а справка SAM отмечает, что типы модулей standard, premium и thin-film используют приблизительные номинальные эффективности 19%, 21% и 18% соответственно. [PVWatts V8 API, n.d.; SAM PVWatts System Design, n.d.]

Не предполагайте, что premium-модули всегда дают более высокую годовую или месячную выработку при сравнении систем одинаковой мощности. В справке SAM указано, что при некоторых условиях irradiance и погоды тип premium-модуля может работать с более низкой эффективностью, чем standard или thin-film типы, а идентичная система, отличающаяся только типом модуля, может показывать немного более высокую выработку для standard-модулей. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Из источника можно утверждать более узко: при той же паспортной мощности kW premium-модулям требуется меньшая площадь, чем standard или thin-film модулям. [SAM PVWatts System Design, n.d.]

Если моделируются bifacial-модули, фиксируйте допущения по bifaciality и albedo. PVWatts V8 добавил опцию bifacial-модуля и входные данные для albedo. [PVWatts V8 API, n.d.] API определяет bifaciality как отношение эффективности задней стороны к эффективности передней стороны и указывает, что типичные значения находятся между 0.65 и 0.9, если они приведены в datasheet bifacial-модуля. [PVWatts V8 API, n.d.] SAM отмечает, что для PVWatts предполагается bifaciality factor 0.7, transmission factor 0.013 и ground clearance height 1 meter. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Если фактический datasheet модуля проекта недоступен, корректный статус — неизвестно, а не выведено по предположению.

Геометрия массива и допущения по tracking

Фиксируйте тип массива, наклон, азимут и ground coverage ratio. PVWatts V8 поддерживает типы массивов fixed open rack, fixed roof mounted, 1-axis, 1-axis backtracking и 2-axis. [PVWatts V8 API, n.d.] В API наклон должен быть между 0 и 90 degrees, а азимут должен быть не менее 0 и менее 360 degrees. [PVWatts V8 API, n.d.]

Тип массива меняет интерпретацию входных данных. Для фиксированных массивов наклон и азимут задают ориентацию модуля. Для two-axis tracking SAM игнорирует наклон и азимут, поскольку tracker задает ориентацию для следования за солнцем. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Для fixed open rack и 1-axis систем PVWatts использует ground coverage ratio для оценки потерь от self-shading; для 1-axis backtracking он использует GCR, чтобы определить, когда выполнять backtrack. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Согласно справке SAM, GCR не применяется к типам массивов fixed roof mount или 2-axis tracking. [SAM PVWatts System Design, n.d.]

Не переносите правило по наклону или азимуту из одного полушария в другое без проверки исходного условия. В справке SAM указано, что к северу от экватора фиксированный массив, обращенный на юг, использует azimuth 180 degrees, тогда как к югу от экватора фиксированный массив, обращенный на север, использует azimuth 0 degrees. [SAM PVWatts System Design, n.d.]

Допущения по потерям, которые нужно разделять

Потери следует по возможности фиксировать по категориям, поскольку PVWatts/SAM может объединять несколько категорий потерь в общие системные потери. В справке SAM перечислены категории потерь soiling, shading, snow, mismatch, wiring, connections, light-induced degradation, nameplate rating, age и availability. [SAM PVWatts System Design, n.d.] PVWatts V8 также имеет входной параметр API для общих системных потерь и отдельный месячный параметр soiling, который снижает incident irradiance. [PVWatts V8 API, n.d.]

Избегайте двойного учета. Если заданы месячные потери soiling, SAM отмечает, что категорию soiling system DC loss, возможно, нужно установить в zero. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Если заданы потери от beam и diffuse shading, shading loss в разделе Losses следует установить в zero. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Если включена snow model, категорию snow loss, возможно, нужно установить в zero. [SAM PVWatts System Design, n.d.] Если деградация представлена где-то еще, Age loss следует установить в zero; если операционные потери представлены через system availability losses, Availability loss следует установить в zero. [SAM PVWatts System Design, n.d.]

Как корректно сравнивать оценки

Справедливая сравнительная таблица должна включать версию модели, dataset или weather file, входные данные по локации, мощность системы, тип модуля, DC-to-AC ratio, inverter efficiency, тип массива, наклон, азимут, GCR, bifaciality, albedo, soiling, shading, snow и допущения по availability. Поля ответа PVWatts V8 могут сообщать входные данные, предупреждения, ошибки, информацию о станции, annual AC output, monthly AC output, solar radiation и capacity factor, что позволяет проверить, что именно было смоделировано. [PVWatts V8 API, n.d.]

Источник погодных данных должен быть частью сравнения. PVWatts V8 обновляет погодные данные до 2020 TMY data from the NSRDB для локаций, покрытых этой базой данных, тогда как Version 6 использовал погодные данные NSRDB примерно от 2015. [PVWatts V8 API, n.d.] API может использовать datasets, включая NSRDB, TMY2, TMY3 и international station data, а ответ station_info идентифицирует источник погодных данных, использованный в симуляции. [PVWatts V8 API, n.d.]

Рекомендация: для B2B PV-проекта на стадии запроса требуйте, чтобы каждая оценка поставщика включала журнал допущений до сравнения kWh, capacity factor, payback или storage sizing. Если заявление нельзя проследить до тех же входных данных модели, той же локации, того же источника погодных данных и тех же дат или версии dataset, отмечайте его как несопоставимое, а не выбирайте более высокое число.

Часто задаваемые вопросы

Что следует фиксировать перед сравнением оценок PV-выработки энергии?

Фиксируйте версию модели, источник погодных данных, локацию, мощность системы, тип модуля, тип массива, наклон, азимут, GCR, допущения по инвертору, albedo, bifaciality и допущения по потерям.

Почему версия PVWatts имеет значение?

PVWatts V8 использует обновленные модели photovoltaic module, inverter, thermal-effect и более новые погодные данные NSRDB TMY для покрытых локаций по сравнению с V6.

Можно ли предполагать, что premium-модули производят больше энергии?

Нет. В справке SAM сказано, что premium-модули могут давать немного более низкую выработку, чем standard или thin-film модули, при некоторых условиях irradiance и погоды.

Когда следует фиксировать bifaciality?

Фиксируйте bifaciality всякий раз, когда моделируется опция bifacial-модуля, поскольку PVWatts определяет ее как эффективность задней стороны, деленную на эффективность передней стороны.

Применяется ли GCR к каждому типу массива?

Нет. В справке SAM сказано, что GCR используется для fixed open rack, 1-axis и 1-axis backtracking, но не применяется к fixed roof mount или 2-axis tracking.

Как допущения по потерям могут быть учтены дважды?

Двойной учет может возникнуть, если один и тот же эффект вводится и как конкретный входной параметр модели, и как общая категория потерь, например soiling, shading, snow, age или availability.

Можно ли использовать одно правило азимута глобально?

Нет. Справка SAM различает примеры ориентации fixed-array к северу и к югу от экватора, поэтому полушарие и локацию проекта необходимо проверять.

Что неизвестно из предоставленных источников?

Спецификации продуктов SOLARTODO, проектные внедрения, сертификации, наличие на складе, цена, экономия и гарантии производительности не подтверждаются предоставленными документами PVWatts и SAM.

Источники

• Документация PVWatts V8 API: использована для параметров запросов PVWatts V8, datasets, bifaciality, albedo, soiling, полей ответа, rate limits, а также обновлений модели и погоды в V8. — https://developer.nlr.gov/docs/solar/pvwatts/v8/
• Справка SAM PVWatts System Design: использована для допущений по типам модулей, DC-to-AC ratio, inverter efficiency, ориентации массива, GCR, потерям, bifacial, albedo, shading, snow и рекомендациям по availability. — https://samrepo.nlr.gov/help/pvwatts_system_design.html