6 métodos para calcular a produção de energia das centrais fotovoltaicas

Com o rápido desenvolvimento da nova energia, a geração de energia fotovoltaica tornou-se onipresente, muitos clientes querem saber como a geração de energia das usinas fotovoltaicas é calculada. Hoje estou aqui para organizar para você:

Após a conclusão de uma central fotovoltaica, a estimativa da sua produção de energia é uma tarefa muito importante e necessária, que geralmente requer cálculos e análises com base em vários fatores, como a radiação solar anual local e a eficiência da produção de energia da central de Guangfa!

• método de cálculo teórico

A produção teórica de energia (e) de uma central fotovoltaica pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:

 

E=pr×h×pre =pr×h×pr

 

e: produção de electricidade (kwh)

 

Pr: potência nominal do sistema fotovoltaico (kw), que é a potência total de todos os módulos fotovoltaicos em condições de ensaio normalizadas (stc)

 

h: média anual de radiação solar (kwh/)㎡), geralmente expressa como radiação diária multiplicada por 365 dias

 

Pr: relação de desempenho, que representa a eficiência global do sistema, incluindo a eficiência do módulo fotovoltaico, a eficiência do inversor, a perda de linha, etc.

 

Etapas de cálculo:

 

 

Determinar a potência nominal pr do sistema fotovoltaico. A potência nominal do sistema fotovoltaico é a potência total dos módulos fotovoltaicos em condições de ensaio normalizadas (irradiação de 1000 w/㎡e temperatura de 25℃) se forem instalados na central fotovoltaica 1000 módulos com uma potência nominal de 300w, a potência nominal total é pr=1000 × 0,3kw=300kw

 

A radiação solar média anual (h) pode ser obtida através de dados meteorológicos, medidos em kwh/ano.㎡. por exemplo, a radiação solar média anual numa determinada área é de 1500 kwh/ano.㎡.

 

O rácio de desempenho computacional (pr) é a eficiência global de um sistema fotovoltaico, normalmente entre 0,75 e 0,85. O cálculo do pr leva em conta os seguintes fatores:

 

Eficiência dos módulos fotovoltaicos: cerca de 15% a 20%

 

Eficiência do inversor: aproximadamente 95% a 98%

 

Outras perdas, tais como perda de linha, cobertura de poeira, impacto de temperatura, etc.

 

Dê um exemplo:

 

assumindo que os parâmetros de uma determinada central fotovoltaica são os seguintes:

 

Potência nominal do sistema fotovoltaico (pr}): 300 kw

 

média anual de radiação solar (h): 1500 kwh/㎡

 

Relação de desempenho (pr): 0,8

 

A produção de energia anual (e) é:

 

e=300kw×1500kwh/m2×0,8 =360.000kwh

 

2. método de medição real

 

O uso de métodos de medição reais para calcular a geração de energia de usinas fotovoltaicas é um método preciso para garantir o desempenho do sistema. Este método pode avaliar o impacto de vários fatores na geração de energia durante a operação real. Normalmente, os seguintes dados são coletados:

 

Medidor de energia elétrica: utilizado para medir a produção total de energia.

 

Radiômetro solar: utilizado para medir a quantidade real de radiação solar.

 

Equipamento de monitorização ambiental: incluindo sensores de temperatura, umidade, velocidade do vento, etc.

 

A fórmula de cálculo é a seguinte:

P (ti) - potência instantânea no momento p (ti) (kw)

 

△t - Intervalo de tempo (horas)

 

3. método empírico de estimativa

 

Este método estima a produção potencial de energia de usinas fotovoltaicas recém-construídas, analisando dados históricos de produção de energia de outras usinas fotovoltaicas na mesma região ou em condições semelhantes, combinados com fatores locais como as condições solares e as características climáticas. Este método baseia-se em dados históricos e

4. Método de simulação por software

 

O cálculo da geração de energia de usinas fotovoltaicas pode ser realizado através de simulação de software, que é um método comumente usado no design e análise de sistemas fotovoltaicos modernos. Este método pode prever a geração de energia de sistemas fotovoltaicos simulação de radiação solar, características do componente do sistema, e outros fatores ambientais

 

passos gerais

Introdução de parâmetros do sistema

 

Parâmetros dos módulos fotovoltaicos: incluindo o tipo de módulo, potência, eficiência, coeficiente de temperatura, etc.

 

Parâmetros do inversor: incluindo eficiência, potência, faixa de tensão de entrada, etc.

 

Disposição do sistema: incluindo a disposição, inclinação, azimut, etc. dos componentes.

 

dados meteorológicos de entrada

 

utilizar dados meteorológicos locais, incluindo a radiação solar média anual, temperatura, umidade, velocidade do vento, etc.

 

Estes dados podem normalmente ser obtidos a partir de bases de dados meteorológicas ou de agências de avaliação dos recursos solares.

 

perda do sistema de conjunto

 

As perdas do sistema incluem perdas de cabos, cobertura de poeira, efeitos de sombreamento, efeitos de temperatura, etc.

 

Estas perdas podem ser ajustadas através de valores por defeito no software ou manualmente definidos de acordo com a situação real.

 

Simulação de execução

 

utilizar um software para executar simulações e calcular a produção anual de energia do sistema em determinadas condições.

 

O software gerará relatórios detalhados de geração de energia e análises de desempenho, simuladores de funcionamento de um dia ou de um ano.

 

Resultados da análise

 

Analisar os resultados da simulação e ver dados detalhados, tais como geração de energia, relação de desempenho e perdas do sistema.

 

Otimizar o projecto do sistema com base nos resultados, ajustar a disposição dos componentes, selecionar inversores mais eficientes, etc.

 

Exemplo:

 

Supondo que se utilize o software pvsyst para simular uma central fotovoltaica de 1 MW, as etapas são as seguintes:

 

Parâmetros de entrada do módulo fotovoltaico e do inversor: potência do módulo: 300 w, eficiência do módulo: 18%, eficiência do inversor: 97%

 

Dados meteorológicos de entrada: média anual de radiação solar: 1600 kwh/ano㎡, temperatura média anual: 25℃

 

Perda do sistema de fixação: perda de cabo: 2%, cobertura de poeira: 3%

 

Simulação de funcionamento: o software calcula a relação entre a produção de energia e o desempenho anual.

 

Resultado da análise: baseado no relatório anual de produção de energia, assumindo que a produção anual calculada é de 1 280 000 kwh.

 

5. Calcular de acordo com a norma nacional gb/t50797-2012

 

O cálculo da produção de energia baseado no artigo 6.6.o da norma nacional "Código de projeto para centrais fotovoltaicas gb50797-2012" é mostrado na captura de tela abaixo:

 

6.6 Cálculo da produção de energia

 

6.6.1 A previsão da geração de energia de uma estação de energia fotovoltaica deve ser baseada nos recursos de energia solar do local, e vários fatores como o design do sistema da estação de energia fotovoltaica, o layout do arranjo fotovoltaico e as condições ambientais devem ser considerados antes do cálculo e determinação.

 

6.6.2 A electricidade ligada à rede de centrais fotovoltaicas pode ser calculada de acordo com a seguinte fórmula:

 

E=HA× P_A/Es×k

 

na fórmula:

h - radiação solar total no plano horizontal (kw · h/m2, horas de pico);

 

E_P —Geração de energia conectada à rede (kW · h);

 

E_s— EuRadiância em condições normais (constante = 1kw · h/m2);

 

P_A—CCapacidade de instalação do componente (kwp);

 

k—Ccoeficiente de eficiência global. O coeficiente de eficiência global k inclui: coeficiente de correcção do tipo de módulo fotovoltaico, coeficiente de correcção do ângulo de inclinação e ângulo de azimute da matriz fotovoltaica, taxa de disponibilidade do sistema de geração de energia fotovoltaica,

 

6.Módulo fotovoltaicoárea -método de cálculo da radiação

 

Ep=ha*s*k1*k2

 

ha - radiação solar total na superfície inclinada (kw h/m2)

 

s - área total dos componentes (m2)

 

k1- taxa de conversão dos componentes

 

K2- eficiência global do sistema

 

O coeficiente de eficiência global k2 é um coeficiente de correção que tem em conta vários fatores, nomeadamente:

 

1) redução da energia para a eletricidade das fábricas, perdas de linha, etc.

 

As perdas das salas de distribuição AC/DC e das linhas de transmissão representam cerca de 3% da produção total de energia e o correspondente fator de correcção de redução é considerado como sendo de 97%.

 

2) desconto de inversor

 

A eficiência do inversor é compreendida entre 95% e 98%.

 

3) redução das perdas de temperatura de funcionamento

 

A eficiência das células fotovoltaicas varia com as alterações de temperatura durante o seu funcionamento. Quando a sua temperatura aumenta, a eficiência de produção de energia dos módulos fotovoltaicos tende a diminuir.

 

4) outros factores reduzidos

 

Além dos factores acima referidos, os factores que afectam a produção de energia das centrais fotovoltaicas incluem também a redução das perdas de radiação solar inutilizáveis e o impacto da precisão máxima do rastreamento do ponto de potência, bem como outros factores incertos, como a absorção da rede. O correspondente factor de correcção da

 

Este método de cálculo é uma fórmula de variação do primeiro método, aplicável a projectos com instalação inclinada, desde que seja obtida a irradiância da superfície inclinada (ou convertida com base na irradiância horizontal: irradiância da superfície inclinada = irradiância da superfície horizontal/cos α),

 

Os dados mais precisos podem ser calculados.

 

cálculo do caso real

 

O projecto utiliza 4000 toneladas de energia.Pcs de250Wpainéis de energia solarcom dimensões de 1640 * 992mm, conectado à rede em um nível de tensão de 10KV. O nível local de radiação solar é 5199 MJ • m-2, e a eficiência do sistema é calculada em 80%.

 

Em primeiro lugar, é necessário converter a radiação solar de mj • m^-2para kWh • m^-2, como 1mj=0,27778kwh. Em seguida, com base na capacidade total instalada do sistema (1mwp), radiação solar e eficiência do sistema, podemos estimar a geração de energia anual.

 

Convertem radiação solar

 

5199mh/cdotpm^-2= 5199×0,27778 kWh/cordilho^-2

 

Calcular a produção anual de energia

 

Produção anual de energia (kwh) = capacidade instalada (mwp) × radiação solar (kwh \ cdotpm)^-2) × 365 ×Eficiência do sistema

 

Entre eles, a capacidade instalada é de 1 MW e a eficiência do sistema é de 80%.

Vamos fazer os cálculos.

 

A Comissão considera que a utilização de energia solar não é uma das principais causas de problemas de segurança.^-2e uma eficiência do sistema de 80%, a geração teórica anual de energia do projeto é aproximadamente 421,700 kwh.