Källa: eedesignit
Den höga precisionen hosDet nya simuleringsramen jämfört med befintliga metoder kommer från det faktum att ramen inte bara beräknar energiutbytet för de enskilda cellerna och modulerna baserat på lokala och varierande meteorologiska förhållanden, utan också tar hänsyn till dubbelsidig belysning och hur den påverkas av modulramar, systemkomponenters geometri och varierande albedo.
För att möjliggöra implementering av avancerade optiska simuleringar (med ray-tracing) på systemnivå, särskild försiktighet togs också för att optimera beräkningsflödet: trots att ge mer detaljerad och korrekt information, imec lösning matchar konkurrenter när det gäller hastighet.
Bifacial solcellssystem kan årligen generera fem till 20% mer el än sina traditionella monofacial motsvarigheter på liten eller ingen extra kostnad. På grund av denna fördel vinner de bifaciala solcellsanläggningarna marknadsandelar. Begränsningarna för de nuvarande simuleringsverktygen för att exakt fastställa deras förväntade energiavkastning kan dock hindra ytterligare driftsättning.
Medan de befintliga kommersiella verktygen för simulering av energiutbyte och metoder som används för design av solcellskraftverk har blivit mer och mer exakta för standardmonofaciala kiselsolmoduler, innehåller deras uppskattningar av bifaciala system fortfarande höga felmarginaler.
Att beräkna energiutbytet för bifaciala solmoduler är mer utmanande eftersom energiproduktion från ljus som tas emot på baksidan beror på många variabler som är svåra att fastställa och kan variera under dagen, såsom självskuggning, växtgeometri, monteringsstruktur, markalbedo (= den andel solljus som reflekteras av marken till PV-modulens baksida).
Dessutom orsakar ojämnhet i bakre belysning olika totala energiproduktion på modulnivå och därmed elektriska felmatchning förluster på strängnivå. Detta innebär att strängkonfigurationen också spelar en roll i den globala solenergin.
Philip Pieters, affärsutvecklingschef på imec/EnergyVille, sade: "Det faktum att vi arbetar på en lösning som exakt kan förutsäga energiutbytet för både enskilda bifacial paneler och hela system är inte bara viktigt ur FoU-synpunkt, men vi förväntar oss att det kommer att stimulera genomförandet av bifacial moduler på området, ytterligare sänka priset på grön energi.
"Eftersom nuvarande energi avkastning prognos verktyg för bifacial teknik är inte så exakt, investerare inte har en bra bild av sin avkastning på investeringen, vilket gör dem tveksamma till att ta steget. Vi befinner oss för närvarande i den slutliga valideringsfasen av vårt simuleringsramverk. När det kommer att vara fullt tillgänglig det kommer att ge PV anläggning utvecklare mer förtroende för uppnåelig bifacial vinst, vilket möjliggör enklare finansiering av bifacial kraftverk."
Eszter Voroshazi, FoU-chef för PV-moduler och system vid imec/EnergyVille, tillade: "En viktig prestation är att vårt verktyg kommer att kunna beräkna energiutbytet i ett helt system, samtidigt som en låg felmarginal på< 5%="" (daily="" rmse)="" even="" in="" complex="" scenarios="" and="" at="" high="" speed="" of="">
"Effekten av tekniska och system konfiguration detaljer på ojämnhet på baksidan av modulerna har en förvånansvärt viktig effekt och kan utlösa stora förluster upp till 40% på grund av obalans mellan moduler, därför fortsätter vi den fortsatta utvecklingen av våra simuleringar som kombinerar en fysik-baserad strategi med högpresterande datorteknik. Vårt slutliga mål är att med hög precision beräkna den bifaciala vinsten på modul-, sträng- och systemnivå och möjliggöra ett multi-objektivt och automatiserat PV-kraftverksdesignverktyg på längre sikt."
Imecs nya simuleringsramverk har redan validerats på modulnivå på EnergyVille, ett samarbete mellan de flamländska forskningsinstituten KU Leuven, VITO, imec och UHasselt inom området hållbara energi- och intelligenta energisystem, och i samarbete med Kuwait University. Nu är ramen klar att valideras på storskaliga installationer i verkliga förhållanden och i olika klimat över hela världen.
"I takt med att nätet förändras och den förnybara energins andel av den globala energiproduktionen ökar snabbt kommer exakta uppskattningar och simuleringar av energiutbyte att bli allt viktigare", avslutade Pieters.
