Zur Berechnung der Anlagenleistung in OpenSolar stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung
Die erste Option ist PVWatts. Dieser Standardrechner wird von OpenSolar seit der Gründung der Plattform im Jahr 2019 genutzt.
Die zweite Option ist das System Advisor Model (SAM). Dabei handelt es sich um einen neuen Rechner, den OpenSolar im Juli 2020 eingeführt hat.
Bitte lesen Sie weiter, um mehr über diese beiden Rechner zu erfahren und sehen Sie sich hier eine entsprechende Übersicht an.
Wie Sie Ihren Rechner zwischen PVWatts und SAM umschalten können, erfahren Sie in dieser Anleitung.
Altbewährt: PV Watts
Aktuell wird die Anlagenleistung mit der Version 6 von PVWatts und stündlicher Auflösung berechnet.
Hier sehen Sie eine kurze Übersicht der Eingaben, die wir verwenden; nähere Informationen über die Methode von PVWatts finden Sie jedoch hier.
Wetterdaten
- PVWatts verwendet die stündlichen Datenwerte (8760 Datenpunkte) des typischen meteorologischen Jahres (TMY) für:
- Direktnormalstrahlung (DNI – Direct normal irradiance) und diffuse Himmelsstrahlung (DHI – Diffuse horizontal irradiance) [W/m2]
- Trockentemperatur der Umgebung [˙C]
- Windgeschwindigkeit in einer Höhe von 10 m über dem Boden [m/s]
- Albedo = 0,2 für alle Stunden des Jahres für TMY2-Dateien und Nutzung von stündlichen Werten aus TMY3-Dateien
- Für Schaltjahre und die Sommerzeit werden keine Anpassungen gemacht.
Sonnenstand
- PVWatts berechnet jede Stunde den Sonnenstand und ermittelt den Azimut- und den Zenitwinkel der Sonne; diese Winkel werden später verwendet, um die auf die PV-Anlage fallende Sonneneinstrahlung zu bestimmen.
Strahlung in der Modulebene (POA)
- Die Strahlung in der Modulebene wird während des ganzen Jahres stündlich berechnet, wobei die Auswirkungen des Azimut- und Höhenwinkels der Sonne sowie die Neigung und der Azimut des Moduls berücksichtigt werden, um die Sonneneinstrahlung auf das PV-Modul für jeden Tag genau zu berechnen.
Systemverluste und Leistungsminderung
Die folgende Tabelle enthält eine Übersicht der standardmäßigen Leistungsminderungen von PVWatts:
Anm.:
- Wenn ein Mikrowechselrichter verwendet wird, werden die oben genannten Fehlanpassungsverluste auf 0 % reduziert, wobei sich ein Gesamtwert von 12,32 % ergibt.
- Im Falle der Nutzung eines DC-Optimierers werden die Fehlanpassungsverluste auf 0 % gesetzt und Sie können den Wirkungsgrad des DC-Optimierers eingeben. Wie Sie DC-Optimierer in Studio hinzufügen können, erfahren Sie hier unter dem Abschnitt über Wechselrichter und Reihenverschaltung.
- Die durch den Wirkungsgrad des Wechselrichters verursachten Verluste beruhen auf dem kalifornischen oder europäischen Wirkungsgrad der einzelnen Wechselrichtermodelle.
- Verschattungsverluste können ebenfalls manuell in Studio konfiguriert werden (Wie man dabei vorgeht, beschreibt diese Anleitung.)
Neu: OpenSolar 3D + System Advisor Model (SAM)
Im Zuge der Veröffentlichung von OpenSolar 3D auf OpenSolar haben wir SAM für die Berechnung von Anlagenleistungen integriert. Das vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) geschaffene System Advisor Model (SAM) Ist ein technisch-wirtschaftliches Softwaremodell, das spezifisch für die Branche der erneuerbaren Energien konzipiert wurde.
Im Folgenden sind einige Schlüsseleingaben aufgeführt, die wir aufOpenSolar verwenden; nähere Informationen über die SAM-Methode finden Sie hier.
- PV-Anlagenleistung
- Strahlungs- und Wetterdaten
- Direktstrahlung auf die Modulebene (IPOA)
- Effektive Strahlung in der Modulebene
- DC-Leistung Modell
- DC-Leistung Reihe
- AC-Leistung System
Ähnlich wie PVWatts berücksichtigt SAM die Daten der Wetterdatei für die Berechnung der direkten und diffusen Strahlung im Verlauf des Jahres. Der wichtigste Unterschied liegt jedoch darin, dass Sie neben diesen Daten das neue OpenSolar-3D-Tool nutzen können, um die Verschattung bestimmter Systeme während des Jahresverlauf genau modellieren zu können.
Mit OpenSolar 3D können Sie auch 3D-Umgebungen erstellen, die zur Berechnung der Gesamtsonneneinstrahlung* genutzt werden; SAM nutzt diese dann zur Berechnung der Systemleistung und berücksichtigt dabei welche Art von Wechselrichter eingesetzt und ob Optimierer verwendet werden oder nicht. Nähere Informationen finden Sie in den folgenden Anmerkungen.
Bei Entwürfen mit SAM werden die folgenden Verluste verbucht (diese können in der Design-Rubrik eingesehen werden; klicken Sie dazu auf die Registerkarte Übersicht und dann auf Systemverluste. (Bitte beachten Sie, dass die folgenden Zahlen zu Beispielzwecken dienen und aus einem Testprojekt stammen.)
Anm.:
- Bei Verwendung eines Stringwechselrichters ohne Optimierer entstehen folgende Verluste:
- Modulfehlanpassung = 2 %
- Dioden und Anschlüsse = 0,5 %
- DC-Verkabelung = 2 %
- Wenn ein Optimierer in Verbindung mit einem Stringwechselrichter verwendet wird, beträgt die Modulfehlanpassung 0 %, die DC-Verkabelung liegt bei 1 % und der Wirkungsgrad des Optimierers wird verwendet.
- Wenn ein Mikrowechselrichter verwendet wird, beträgt der die Modulfehlanpassung 0 % und die DC-Verkabelung geht auf 0,1 %.
- Für Anlagen mit verschattetem Stringwechselrichter (ohne Optimierer) berücksichtigt SAM einen validierten Datensatz, um zu ermitteln, wie hoch die Leistung auf der Grundlage der von OpenSolar 3D berechneten Verschattungswerte sein wird.
- Bei verschatteten Mikro- und Optimiersystemen stehen die Verschattungswerte in direktem Zusammenhang mit der Leistung.
Übersicht
|
PVWatts 6 |
OpenSolar 3D/ System Advisor Model (SAM) |
Wetterdaten |
TMY (typisches meteorologisches Jahr) |
TMY (typisches meteorologisches Jahr) |
Sonnenstand |
Für die Leistung berechnet |
Für die Leistung berechnet und nutzt OpenSolar 3D für die Verschattungsanalyse |
Strahlung in der Modulebene |
Für die Leistung berechnet |
Für die Leistung berechnet und verwendet Werte aus der OpenSolar-3D-Verschattung |
Verschattung |
Nur manuelle Eingabe |
Automatik beruhend auf 3D-Daten oder vom Benutzer erstellten Modellen (mit der Option der manuellen Eingabe) |
Mikrowechselrichter/Optimierer |
Standardverlustwerte ändern |
Standardverlustwerte ändern und OpenSolar-3D-Sonneneinstrahlungswerte verwenden, um die Leistung akkurat zu modellieren. |
Verluste |
Festwerte beruhend auf der Systemkonfiguration |
Festwerte beruhend auf der Systemkonfiguration + dynamische Werte beruhend auf den ausgewählten Bauteilen sowie der OpenSolar-3D- Verschattungsanalyse |
Wechselrichterbegrenzung |
Nicht berücksichtigt |
Integriert auf Grundlage von Ausgangsleistung und Spannung |
Wie Sie Ihren Rechner zwischen PVWatts und SAM umschalten können, erfahren Sie in dieser Anleitung.
Anm.: Sie können die Leistung Ihres Systems manuell anpassen. Wie Sie dabei vorgehen müssen, erfahren Sie hier.
*Sonneneinstrahlung: Der Anteil der verfügbaren Sonneneinstrahlung nach der Verschattung im Verhältnis zur Sonneneinstrahlung vor der Verschattung.
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