PVsyst校正系数:您的数据从何而来?

大型光伏发电系统的双面增益可能从2%到20%不等,取决于地面条件,而相应的校正系数随场地、季节和组件类型而变化。我们最新版本可自动生成每个系数的完整审计追踪。

大型光伏发电系统的双面增益可能从2%到20%不等,取决于地面条件,而相应的校正系数随场地、季节和组件类型而变化。我们最新版本可自动生成每个系数的完整审计追踪。

· Ben Sudbury · research  · 9 min read

如果您正在为双面组件项目运行PVsyst,您需要输入结构遮阴系数、棚透明分数、地面反照率和背面失配损失等参数。这些数值从何而来?

对于许多项目来说,答案是跟踪器制造商默认值、经验法则或从以前项目借用的数值的某种组合。多年来这一直是常态。但随着双面系统开始主导新建大型光伏项目,独立工程师也开始更加严格审视这些输入参数,我认为值得问一问这种方法是否仍然适用——因为这些系数的变化范围比大多数人想象的要大。

范围比您想象的更大

大型跟踪器上的双面增益在很大程度上取决于地面情况。为了了解变化范围,我本周为魁北克同一系统在GCR为0.35的情况下运行了三次仿真,仅改变地面条件:

双面增益

  • 棕色砾质壤土: 3.75%
  • 石灰石砾石: 7.13%
  • 积雪: 17.51%

这是一个很大的变化范围。确定合适的反照率本身就是一个复杂的问题——它在场地内存在空间差异,随时间变化,且具有光谱依赖性——这将是另一篇博客的主题。本文关注影响双面增益的另外三个因素:结构遮阴、透射和背面失配。这些因素取决于安装结构的三维几何形状——扭矩管、檩条、夹具、组件间距——以及由此产生的不均匀背面辐照度如何与组件的电路相互作用。PVsyst的视角因子模型无法模拟这些效应;它依赖用户提供校正系数来考虑这些因素。在同一跟踪器上更换组件类型,结构遮阴系数就会改变。将同一系统移到不同地点,不同遮阴系数和环境条件的组合会改变结果——我在魁北克和悉尼以相同GCR运行了石灰石砾石案例,魁北克获得7.22%双面增益,而悉尼为6.59%。相同系统,相同地面,不同结果——差异来自于纬度和天气条件(特别是散射比)对校正系数和双面增益的共同影响。

下图来自SunSolve为比勒陀利亚跟踪器系统生成的示例报告,展示了每个系数的逐时值相对于年度能量加权平均值(水平线)的变化幅度。背面遮阴系数、透明分数和背面失配系数都对散射比有强烈响应,单一的年度默认值——即使年度平均值是正确的——也会在某些条件下高估损失,在另一些条件下低估损失。

比勒陀利亚跟踪器系统的背面遮阴系数、透明分数和背面失配系数与散射比的关系。每个点代表一年中的一个小时;水平线为年度能量加权平均值。

年度能量加权平均值是PVsyst所需的输入。但这个单一数值平滑了显著的时间步变化,为不同跟踪器或不同场地导出的默认值很容易产生5-8%的绝对偏差。

这会造成多少损失?

对于双面增益约6%的典型跟踪器系统,校正系数绝对偏差约5-8%会产生0.3-0.5%的总发电量误差。这是合理的——当实际值接近10%时应用PVsyst 8默认的5%结构遮阴系数,或在场地特定值为2%时使用10%的默认背面失配损失,就会产生这种误差。

对于一个500 MW项目,容量系数为20%,按$40/MWh的收入率计算,年发电量的0.3%为每年$105K。在25年项目周期内,即使是小的系统性误差也会累积放大。

新功能:自动化PVsyst校正系数报告

自2020年我们首次与Array Technologies合作建立该程序以来,我们一直在生成基于物理的PVsyst校正系数,并在去年实现了计算自动化。但我们大客户一直反馈的是:数值很好——我们需要展示如何得到的。

今天发布的版本直接解决了这个问题。SunSolve Yield现在可在短至一分钟内自动生成完整的PVsyst校正系数报告。报告包括:

  • 所有年度系数 — 结构遮阴系数、棚透明分数、地面反照率、正面和背面失配以及双面增益。
  • 系统定义 — 跟踪器类型、GCR、组件型号、结构部件、布局、倾角范围、回退角。
  • 气象数据 — 数据来源、位置、月度GHI、DHI、散射比、温度、风速。
  • 日变化和时间步趋势图 — 每个系数如何随年度变化以及对散射比和天顶角的响应。您可以一目了然地看到上述季节性模式并验证结果的合理性。
  • 完整方法论 — SunSolve如何通过受控仿真隔离每个物理机制、使用的方程以及SunSolve输出与相应PVsyst输入字段之间的映射表。

理念是您可以直接将此交给独立工程师或贷方技术顾问。方法论已记录,输入透明,趋势图表明物理原理对该特定场地和系统是合理的。

不仅适用于PVsyst

我在这里重点介绍 PVsyst 是因为这是我们大多数客户使用这些系数的地方。但底层方法同样适用于其他程序——PVLib、SolarFarmer、PlantPredict 等。不同实现之间的具体系数定义可能略有差异,如您希望了解如何将该方法应用于您使用的工具,请联系我们

这建立在与Array Technologies和CFV Solar验证的方法之上,该方法确立了SunSolve程序作为双面发电站可融资建模的基础。自2020年以来,我们已在数百个项目中应用此方法。报告只是使论证与计算一样简单明了。

开始使用

PVsyst校正系数报告现已对所有SunSolve Yield订阅用户开放——作为标准工作流程的一部分自动生成。

如果您目前使用默认值或制造商提供的数值,想要了解您项目的场地特定系数是什么样的,请联系我们获取支持试用。我们将与您一起运行。


致谢

感谢我们的技术顾问委员会和早期用户,他们的反馈塑造了报告格式。

本研究得到澳大利亚可再生能源署(ARENA)的资助支持。此处表达的观点不一定代表澳大利亚政府的观点,澳大利亚政府不对此处包含的任何信息或建议承担责任。

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