Πηγή: eedesignit
Η υψηλή ακρίβεια τωντο νέο πλαίσιο προσομοίωσης σε σύγκριση με τις υπάρχουσες προσεγγίσεις προέρχεται από το γεγονός ότι το πλαίσιο όχι μόνο υπολογίζει την ενεργειακή απόδοση των επιμέρους κυττάρων και ενοτήτων με βάση τις τοπικές και ποικίλες μετεωρολογικές συνθήκες, αλλά λαμβάνει επίσης υπόψη το φωτισμό διπλής όψης και τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζεται από τα πλαίσια των ενοτήτων, τη γεωμετρία των στοιχείων του συστήματος και το ποικίλο albedo.
Για να καταστεί δυνατή η εφαρμογή προηγμένων οπτικών προσομοιώσεων (με τη χρήση ανίχνευσης ακτίνων) σε επίπεδο συστήματος, δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή και στη βελτιστοποίηση της υπολογιστικής ροής: παρά την παροχή πιο λεπτομερών και ακριβών πληροφοριών, η λύση της IMEC ταιριάζει με τους ανταγωνιστές από την άποψη της ταχύτητας.
Τα διπολικά φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν ετησίως να παράγουν πέντε έως 20% περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τους παραδοσιακούς μονοπροσώπους ομολόγους τους με ελάχιστο ή καθόλου επιπλέον κόστος. Λόγω αυτού του οφέλους, οι διπρόσωπες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις κερδίζουν μερίδιο αγοράς. Ωστόσο, οι περιορισμοί των υφιστάμενων εργαλείων προσομοίωσης για τον ακριβή προσδιορισμό της αναμενόμενης ενεργειακής απόδοσης θα μπορούσαν να εμποδίσουν την περαιτέρω ανάπτυξη.
Ενώ τα υφιστάμενα εργαλεία προσομοίωσης της εμπορικής απόδοσης ενέργειας και οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό των φωτοβολταϊκών σταθμών έχουν γίνει όλο και πιο ακριβείς για τις τυποποιημένες ηλιακές συστοιχίες μονοπροσώπου πυριτίου, οι εκτιμήσεις τους για τα διπρόσωπα συστήματα εξακολουθούν να περιλαμβάνουν υψηλά περιθώρια σφάλματος.
Ο υπολογισμός της ενεργειακής απόδοσης των διφαίωτων ηλιακών συλλεκτών είναι πιο δύσκολος, επειδή η παραγωγή ενέργειας από το φως που λαμβάνεται στην πίσω πλευρά εξαρτάται από πολλές μεταβλητές που είναι δύσκολο να προσδιοριστούν και μπορεί να διαφέρουν κατά τη διάρκεια της ημέρας, όπως η αυτοσκίαση, η γεωμετρία των φυτών, η δομή στερέωσης, το έδαφος albedo (= το ποσοστό του ηλιακού φωτός που αντανακλάται από το έδαφος στην πίσω πλευρά της φωτοβολταϊκής μονάδας).
Επιπλέον, η μη ομοιομορφία στον οπίσθιο φωτισμό προκαλεί διαφορετική συνολική παραγωγή ενέργειας σε επίπεδο μονάδας και, κατά συνέπεια, απώλειες ηλεκτρικής αναντιστοιχίας σε επίπεδο χορδών. Αυτό σημαίνει ότι η διαμόρφωση string παίζει επίσης ρόλο στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας των ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Ο Philip Pieters, Διευθυντής Επιχειρηματικής Ανάπτυξης στην imec/EnergyVille, δήλωσε: «Το γεγονός ότι εργαζόμαστε πάνω σε μια λύση που μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια την ενεργειακή απόδοση τόσο των επιμέρους δισπροσωπικών πάνελ όσο και ολόκληρων συστημάτων δεν είναι μόνο σημαντικό από την άποψη της Ε&Α, αλλά αναμένουμε ότι θα τονώσει την εφαρμογή των διπρόσωποι ενότητες στον τομέα, μειώνοντας περαιτέρω την τιμή της πράσινης ενέργειας.
"Δεδομένου ότι τα τρέχοντα εργαλεία πρόβλεψης της ενεργειακής απόδοσης για τη διπρόσωπη τεχνολογία δεν είναι τόσο ακριβή, οι επενδυτές δεν έχουν καλή εικόνα της απόδοσης των επενδύσεών τους, καθιστώντας τους διστακτικούς να κάνουν το βήμα. Αυτή τη στιγμή βρισκόμαστε στην τελική φάση επικύρωσης του πλαισίου προσομοίωσης. Μόλις θα είναι πλήρως διαθέσιμο θα δώσει στους προγραμματιστές φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων μεγαλύτερη εμπιστοσύνη του εφικτού διπροσώπου κέρδους, επιτρέποντας έτσι ευκολότερη χρηματοδότηση των διπρόσωπων σταθμών παραγωγής ενέργειας."
Ο Eszter Voroshazi, R&D Manager φωτοβολταϊκών μονάδων και συστημάτων στο imec/EnergyVille, πρόσθεσε: «Ένα σημαντικό επίτευγμα είναι ότι το εργαλείο μας θα είναι σε θέση να υπολογίσει την ενεργειακή απόδοση ενός ολόκληρου συστήματος, διατηρώντας παράλληλα ένα χαμηλό περιθώριο σφάλματος< 5%="" (daily="" rmse)="" even="" in="" complex="" scenarios="" and="" at="" high="" speed="" of="">
"Ο αντίκτυπος των τεχνολογικών λεπτομερειών διαμόρφωσης και της διαμόρφωσης του συστήματος σχετικά με τη μη ομοιομορφία στην πίσω πλευρά των ενοτήτων έχει μια εκπληκτικά σημαντική επίδραση και μπορεί να προκαλέσει σημαντικές απώλειες έως και 40% λόγω της αναντιστοιχίας μεταξύ των ενοτήτων, ως εκ τούτου επιδιώκουμε την περαιτέρω ανάπτυξη των προσομοιώσεων μας συνδυάζοντας μια φυσική-βασισμένη προσέγγιση με τις τεχνικές υπολογιστών υψηλής απόδοσης. Ο τελικός στόχος μας είναι να υπολογίσουμε με υψηλή ακρίβεια το διπνευτικό κέρδος σε επίπεδο ενότητας, χορδών και συστήματος και να ενεργοποιήσουμε ένα πολυ-αντικειμενικό και αυτοματοποιημένο εργαλείο σχεδιασμού φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας μακροπρόθεσμα."
Το νέο πλαίσιο προσομοίωσης της Imec έχει ήδη επικυρωθεί σε επίπεδο ενότητας στο EnergyVille, μια συνεργασία μεταξύ των φλαμανδικών ερευνητικών ιδρυμάτων KU Leuven, VITO, imec και UHasselt στον τομέα της βιώσιμης ενέργειας και των ευφυών ενεργειακών συστημάτων, και σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Κουβέιτ. Τώρα το πλαίσιο είναι έτοιμο να επικυρωθεί σε εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας σε πραγματικές συνθήκες και σε διαφορετικά κλίματα σε όλο τον κόσμο.
«Καθώς το δίκτυο αλλάζει και το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας αυξάνεται γρήγορα, οι ακριβείς εκτιμήσεις και οι προσομοιώσεις της ενεργειακής απόδοσης θα γίνουν όλο και πιο σημαντικές», κατέληξε ο Pieters.