8 الأكثر شعبية لتصميم نظام الطاقة الشمسية وبرنامج المحاكاة - المعرفة

نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) عبارة عن مجموعة من المكونات المتصلة التي تتكون من وحدات PV ، وعاكس شمسي ، ونظام التحيز - على - (BOS) يمكنه إنشاء وتخزين الجيل الشمسي. يتطلب تحقيق الكفاءة المثلى في نظام PV تحسين العديد من العوامل وفهم وظائف وتكوين المكونات. علاوة على ذلك ، فإن إتقان تقنيات المراقبة وأساليب الهندسة الموثوقة أمر بالغ الأهمية لضمان طول طول نظام PV. فيما يلي 8 برامج مختلفة لتصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

1 Homer Pro - Homer Energy ، الولايات المتحدة الأمريكية

2 PV F - Chart - F - برنامج الرسم البياني ، الولايات المتحدة الأمريكية

3 Pvplanner - Solargis ، سلوفاكيا

4 PVSYST - PVSYST SA ، سويسرا

5 Retscreen - Natural Resources Canada ، كندا

6 نموذج مستشار النظام (سام) - مختبر الطاقة المتجدد الوطني (NREL) ، الولايات المتحدة الأمريكية

7 Solar Pro - Laplace Systems ، Japan

8 Helioscope - Aurora Solar ، الولايات المتحدة الأمريكية

تم إجراء مقارنات لهذه البرامج للتأكد من مدى جودة كل منها في تصميم ومحاكاة أنظمة الطاقة الكهروضوئية الشمسية. تم إجراء التحليل مع التركيز على قوة SPV فقط ، وبالتالي فإن البرامج التي تحاكي مصادر أخرى للطاقة المتجددة مثل الرياح والكتلة الحيوية وما إلى ذلك قد لا تحصل بالضرورة على مزيد من التفضيل. استنادًا إلى المحاولة الفردية للمؤلف لاستخدام هذه البرامج ضمن تصنيفات معلمات المشروع الثابت ، تم توفيرها في نهاية المقالة. تم النظر في المعايير التالية:

وظائف و USP
واجهة المستخدم
بيانات الطقس التاريخية
معلومات الوحدة والعاكس
التسعير
محتويات

تم تطويره بواسطة NREL (مختبر الطاقة المتجددة الوطني) الولايات المتحدة الأمريكية ، وتم تعزيزه وتوزيعه لاحقًا بواسطة Homer Energy هو برنامج تحسين الشبكة micro-. يرمز Homer إلى نموذج التحسين المختلط لموارد الطاقة المتعددة ويأتي مع أدوات تحليل المحاكاة والتحسين والحساسية.

حساب Capex و Opex ممكن باستخدام معالج المشروع. محاكاة مصادر الطاقة المتعددة. إضافة أحمال متعددة. يمكن تضمين عوامل مثل سرعة الرياح وتكلفة الوقود وعقوبات الانبعاثات في الحساب. بحث الموقع بالاسم ممكن. غير مصمم على وجه التحديد للطاقة الشمسية الكهروضوئية. لا يولد بيانات منحنى IV أو إجراء تحليل التظليل. كما أن تقرير توليد الكهرباء الكهروضوئية أقل شمولاً وتفصيلاً بسبب المعلومات المحدودة حول بيانات الطقس وبيانات الوحدة النمطية. لا تتم إضافة العديد من عوامل الخسارة أثناء توليد الطاقة الكهروضوئية إلى الحساب.

العرض التخطيطي مفيد. نظام القائمة الرسومية هو زائد. ليس بديهية والعديد من المعلمات التي يتعين إضافتها يدويًا.

يمكن استيراد بيانات TMY2/TMY3 من موقع NREL. كما يمكن استيراد بيانات ناسا و Solargis من مواقع الويب الخاصة بهم. لا يأتي مجمعة مع بيانات الطقس المجانية.

يمكن استيراد بيانات الوحدة النمطية. يتم تضمين 8 وحدات فقط (بما في ذلك عام واحد) و 8 (بما في ذلك 1 عام واحد) في البرنامج.

ترخيص السحابة المتاحة. نسخة دائمة محملة بالكامل متوفرة في تجاري 4200 دولار أمريكي/280،000 دولار أمريكي 2،100 دولار أمريكي/140،000 روبية هندية وطالب 350 دولارًا سنويًا/23،407 روبية هندية سنويًا

احصل على تجربة مجانية لمدة 30 يومًا هنا

لقطات شاشة من إصدار هوميروس x 64 3.6.3

(FIG.1A) واجهة التصميم مع عرض تخطيطي

(FIG.1B) تقرير المحاكاة

تم تطويره بواسطة كليات جامعة ويسكونسن ، PV F - هو برنامج تصميم تحليل نظام PV يستخدم بيانات الإشعاع الشمسي لحساب توليد الطاقة الكهروضوئية التي لا تأخذ في الاعتبار الاختلافات الناجمة عن وحدات الكهروضوئية والمحولات والمتغيرات الأخرى. يستهدف هذا البرنامج للأغراض الأكاديمية.

برنامج بسيط يحسب إخراج الطاقة الكهروضوئية بناءً على وحدة عامة وعاكس. جميع البيانات المراد إضافتها يدويًا ، وبالتالي يصعب مقارنة بيانات التوليد بسرعة عن طريق تبديل بيانات الوحدة النمطية أو سعة الموقع أو الموقع. لا يوجد تحليل التظليل. غير مناسب لحساب الطاقة الكهروضوئية في ظروف العالم الحقيقي. يمكن إنشاء رسم بياني بسيط أو بيانات جدولة ولكن لا يمكن تصديره.

أساسية للغاية وسهلة الحساب عند إدخال البيانات يدويًا لكل معلمة. إنها مجموعة من جداول البيانات الماكرو الممكّنة. أتمتة محدودة للغاية وليس معالجات متاحة.

300 موقع مجمعة مع البرنامج. لا يوجد خيار لاستيراد بيانات الطقس من مصادر شائعة مثل TMY3. لا يمكن إضافة البيانات يدويًا إلا.

لا يوجد مجال للوحدة النمطية أو بيانات العاكس لإضافته إلى الحساب.

الطالب 400 دولار أمريكي/26،750 روبية هندية 600 دولار أمريكي/40،000 روبية هندية

قم بتنزيل نسخة تجريبية هنا

لقطات شاشة من PV F - الإصدار 3.55W

(الشكل 2A) واجهة التصميم مع شاشة إدخال البيانات اليدوية

(الشكل 2 ب) الجيل الشهري والحسابات الاقتصادية والكفاءة

يأتي هذا البرنامج من مزود قاعدة بيانات الموارد الشمسية Solargis. إنه برنامج قائم على السحابة يعمل على نظام SaaS (البرنامج كخدمة) ويزعم أن بياناتهم دقيقة للغاية ويوفر نهج التحقق المنهجي صارم زيادة موثوقية البيانات.

تتيح بيانات الأقمار الصناعية الدقيقة للمستخدم تقديم تقدير للإشعاع الشمسي وإمكانات الطاقة الكهروضوئية للموقع وإنشاء تقرير بـ 14 لغة. إنه يحسب تلقائيًا تظليل التضاريس ولكن لا توجد خيارات لإعداد الهياكل المحيطة أو القيام بالقرب من تحليل التظليل. إنه متوفر فقط كإصدار عبر الإنترنت ، لذلك يكون اتصال الإنترنت إلزاميًا. يسمح للشركات باستخدام واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بها والوصول إلى Solargis من خلال تطبيقات الطرف الثالث.

الإعداد السهل المستند إلى المحاكاة في ثلاث خطوات. تسمح خرائط الموارد الشمسية عالية الدقة التفاعلية للمستخدمين بتحديد موقع الموقع بدقة. الواجهة رائعة وبديهية ، لكن أداء الواجهة يمكن أن يتأثر بسرعات اتصال عبر الإنترنت وهي عيب في البرامج عبر الإنترنت.

يتم تضمين البيانات السنوية والشهرية طويلة الأجل في الحزمة الأساسية. لا يوجد خيار لاستيراد أنواع البيانات الأخرى مثل بيانات NASA أو Meteonorm أو SAM أو المستخدمين.

يستخدم وحدات عامة تعتمد على 18 وحدة شائعة الاستخدام من مختلف الماركات ويختار المستخدمون بين وحدات CSI و CDTE و CIS. العاكس هو أيضًا عام عام حيث يمكن للمستخدم تحديد الكفاءة. يزعمون أن التباين في معظم الوحدات النمطية ليس أكثر من 1.22 ٪ وهو أقل من التباين في الإشعاع الشمسي ، وبالتالي لا تنشأ الحاجة إلى وجود وحدة وقاعدة بيانات العاكس.

موقع واحد وليس خريطة - 560 دولارًا أمريكيًا/37500 روبية هندية في السنة. موقع متعددة ووظيفة خريطة - 1700 دولار أمريكي/115000 روبية هندية في السنة. وظيفة متعددة + وظيفة الخريطة + بيانات الإشعاع العادية المباشرة (DNI) - 3،600 دولار أمريكي/inr 241،500 في السنة.

30 - أيام تجريبية مجانية

لقطات شاشة Pvplanner الإصدار 2.0

(FIG.3A) وظيفة IMAP التفاعلية التي تسمح للمستخدم بتحديد الموقع

(FIG.3B) بيانات الإخراج الكهروضوئية من الموقع المحدد

(FIG.3C) بيانات الإشعاع الشمسي من موقع محدد

(Fig.3d) التقرير القابل للتنزيل المتوفر في تنسيقات PDF/Excel/CSV و 14 لغة

تم تطويره من قبل الفيزيائي السويسري أندريه ميرمود والمهندس الكهربائي ميشيل فيلز ، ويعتبر هذا البرنامج معيارًا لتصميم نظام الكهروضوئي والمحاكاة في جميع أنحاء العالم. يزعم المطورون أن هذا البرنامج مصمم لاستخدامه من قبل المهندسين المعماريين والمهندسين والباحثين والطلاب.

يعد التقدير السريع للإنتاج في مرحلة التخطيط للمشروع ، والدراسة التفصيلية ، والتحجيم ، والتقدير بالساعة ، وتوليد التقارير ، ميزاته الرئيسية. أداة تصميم مفيدة لتصميم نظام PV وتقديره. يحاكي معظم المعلمات المطلوبة من قبل مصممي نظام PV ويساعد على إنشاء تقرير محاكاة شامل.

يسمح بمستوى عال من السيطرة على عوامل مختلفة. حيث يتخلف هذا البرنامج هو قدرته على التعامل مع تحليل الظل. تعطل أداة المنظور على الاستخدام المتكرر وتشعر بأنه غير مستقر محاكاة التظليل ولا يوفر أي إشارات مرئية للتظليل. لا يمكن تعظيم شاشة البرنامج ، وبالتالي يمكن أن يكون مملاً لرؤية جميع المعلمات في حالة استخدام شاشة صغيرة.

حزم أحدث ملفات بيانات Meteonorm. يمكن أيضًا حوالي 15 مصادر بيانات مختلفة تغطي معظم المناطق في جميع أنحاء العالم. يمكن أيضًا استيراد البيانات المحددة للمستخدم.

قاعدة بيانات مجمعة من منشور الفوتون الذي يسرد آلاف الوحدات النمطية ونماذج العاكس. يمكن أيضًا إدخال البيانات المحددة للمستخدم.

يتيح الإصدار المحدود ما يصل إلى 30 كيلو واط للتثبيتات والسفن مقابل 1،040 دولار أمريكي/70،000 روبية هندية. سفن إصدار غير محدودة مقابل 1،351 دولار/روبية هندية 90،685

وضع التقييم لمدة 30 يومًا

لقطات شاشة PVSYST الإصدار 6.47

(FIG.4A) شاشة إعداد المشروع

(الشكل 4 ب) معلمات محاكاة المشروع

(الشكل 4C) تحديد معاملات الخسارة

(الشكل 4D) تحليل التظليل باستخدام أداة المنظور

(FIG.4E) أداة تحسين المعلمة

(الشكل 4F) ملخص التقرير

(الشكل 4G) تقرير إنتاج الطاقة

(الشكل 4H) تقرير الخسارة يوضح عوامل مختلفة

تم تطويره بواسطة National Resources Canada ، وهي أداة برنامج Excel - تعتمد على تحليل مشروع الطاقة النظيفة التي تساعد صانعي القرار بسرعة وبشكل غير مكلف على تحديد الجدوى التقنية والمالية للطاقة المتجددة المحتملة وكفاءة الطاقة ومشاريع توليد الطاقة.

البرنامج المجاني الذي يتكون من جدول بيانات مكون من الماكرو يحتوي على جميع الصيغ المعمول بها لحساب أنواع مختلفة من مصادر الطاقة بما في ذلك الطاقة الشمسية الكهروضوئية ويسمح للمستخدم بحساب توليد الطاقة الكهروضوئية بناءً على الموقع ، وتحليل التكلفة وتحديد جدوى المشروع. جيد للطلاب وأداة مفيدة لأولئك الذين قد يرغبون في النظر في الاستثمار والعائد على مشروع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مرحلة مبكرة. ليس لديه أي تحليل التظليل أو وظيفة الإبلاغ.

سهل الاستخدام إلى حد ما لأنه عبارة عن جدول بيانات إكسل منتظم يعتاد معظم المستخدمين على وحدات الماكرو مع خيارات للاختيار من بين القوائم المنسدلة. لا يوجد نطاق كبير لتعديل هذه القيم والنسب المئوية.

يأتي محمّل ببيانات الطقس التاريخية من قاعدة بيانات ناسا التي تغطي جميع المدن الرئيسية في جميع أنحاء العالم. لا يوجد مجال لإضافة مصادر بيانات أخرى أو بيانات مخصصة.

يأتي مع عدد محدود من الوحدات النمطية ولكن ليس العولات. لا يوجد مجال لإضافة وحدة مخصصة أو بيانات العاكس.

مجاني من التكلفة. متاح للتنزيل من موقع Canada National Resources.

احصل على نسختك المجانية هنا

لقطات الشاشة من الإصدار 4

(الشكل 5 أ) الشاشة الرئيسية حيث يتم اختيار تفاصيل المشروع والموقع

(الشكل 5 ب) اختيار بيانات المناخ

(Fig.5c) تحديد الوحدة النمطية والتصنيف المطلوب

(الشكل 5D) تقديرات توليد الطاقة الناتجة إلى جانب تحليل المالي والانبعاثات

البرمجيات المجانية التي طورتها وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ومختبر الطاقة المتجددة الوطنية (NREL) ، وهو نموذج مالي ونموذج مالي مصمم للمساعدة في اتخاذ القرارات (مع مراعاة سياسات البيانات والطاقة الأمريكية) في مرحلة تخطيط المشروع.

تقدم SAM تنبؤات الأداء وتكلفة تقديرات الطاقة للشبكة - مشاريع الطاقة المتصلة بناءً على تكاليف التثبيت والتشغيل ومعلمات تصميم النظام المحددة من قبل المستخدم. لديه مسبقات لأنواع مختلفة من النماذج المالية المستخدمة في الولايات المتحدة ويمكن للمستخدم اختيار الخيار المناسب وتوفير مدخلات لتشغيل محاكاة وإنشاء تقارير عن التوليد والخسائر والبيانات المالية. لا يقدم تحليل التظليل ولكن يمكن استيراد هذه البيانات من PVSYST.

يتطلب الكثير من إدخال البيانات اليدوي وإذا كنت شخصًا ليس لديه خلفية في تصميم نظام PV ، فقد تجدها ساحقة بعض الشيء.

تنزيل البيانات من قاعدة بيانات الإشعاع الشمسي الوطني لنا والتي تغطي العديد من المدن من جميع أنحاء العالم. يسمح باستيراد بيانات TMY2 و TMY3 و EPW.

يتم تجميع قاعدة بيانات كبيرة من الوحدات والمزولات المدرجة في CEC (لجنة الكهرباء في كاليفورنيا) ومختبرات سانديا الوطنية مع البرنامج أو يمكن تنزيلها بحرية.

مجاني من التكلفة.

احصل على نسختك المجانية هنا

لقطات SAM الإصدار 3.14

(FIG.6A) اختيار موقع المشروع

(الشكل 6 ب) اختيار الوحدة والتصنيف المطلوب

(الشكل 6C) محرر حساب التظليل

(الشكل 6D) تشغيل المحاكاة

(FIG.6E) تقرير المحاكاة

هذا هو البرنامج الوحيد في قائمة MNRE التي توفر دقيقة - بواسطة - دقيقة مما يجعله أحد أكثر البرامج دقة وأيضًا للبرنامج الوحيد الذي يقدم واجهة مستخدم ثلاثية الأبعاد تفاعلية تسمح بتصور تثبيت نظام PV ورؤية التغييرات في الوقت الفعلي وتوليد القوة في الأشياء المتحركة في مساحة 3D.

تقديم مستويات عالية من دقة توليد الطاقة الكهروضوئية بسبب الدقائق الفريدة - بواسطة صيغة حساب دقيقة- التي تأخذ قراءة كيلووات التراكمية بدلاً من القراءة المعتادة في ساعة كيلواط التي اتخذت معظم البرامج الأخرى. كما أنه يتيح تحليل التفاعلية المفصلة بالقرب من التظليل للمستخدم تحديد مناطق محددة يتم تأثرها وإجراء التغييرات اللازمة في التصميم لتحسين التوليد. تجدر الإشارة أيضًا إلى وظيفة الخريطة التي تساعد في رسم تخطيط الموقع بمساعدة صور القمر الصناعي.

واحدة من أكثر واجهات المستخدم -. يوجه معالج المحاكاة المستخدم لإعداد تثبيت بسرعة سواء كان مشروع مستوى السطح أو ميجاوات. تسمح بيئة CAD ثلاثية الأبعاد للمستخدم ببناء البيئة حولها بشكل تفاعلي عن طريق سحب الكائنات ثلاثية الأبعاد وإسقاطها. تعرض الرسوم المتحركة الدقيقة تأثير التظليل على الوحدات النمطية ويمكن للمستخدمين ضبط موضع الكائنات القادمة في مسار الشمس ويرون النتيجة على الفور على الوحدات المصابة. يحفظ المصمم - في دالة الخريطة المصمم الوقت اللازم لإجراء مسح مرئي وحساب المنطقة.

يأتي البرنامج مع بيانات من مئات محطات الطقس في جميع أنحاء العالم. يمكن للمستخدم أيضًا اختيار استيراد Meteonorm أو GIS الشمسية أو البيانات التي أنشأها المستخدم المحفوظة بتنسيق جدولي.

يأتي مع أكثر من 25000 وحدة ومحاكمين مدرجين في قاعدة بيانات الفوتون. يمكن للمستخدم أيضًا اختيار الوحدات النمطية العامة والمزولات من قائمة تتيح تخصيص المستخدم للمعلمات.

يبلغ سعر الإصدار التعليمي 1،300 دولار أمريكي/90،000 روبية هندية سفن الإصدار التجاري بسعر 2،050 دولارًا أمريكيًا/137000 روبية هندية

30 يوم تجربة مجانية

لقطات شاشة Solar Pro الإصدار 4.3

(FIG.7A) يوفر معالج المحاكاة خطوة - بواسطة - خطوة PV.

(Fig.7b) واجهة CAD ثلاثية الأبعاد تظهر تظليل تفاعلي وبناء المباني

(Fig.7c) تسمح الدالة المدمجة -

(Fig.7d) ميزة تثبيت Auto Array التي تجعل من السهل تراكب الوحدات النمطية على السطح

(Fig.7e) وظيفة تعيين الظل التي تحدد الوحدات النمطية المتأثرة بالتظليل

(الشكل 7F) تغيير بسهولة اتجاه الأسلاك لتحسين النظام

(الشكل 7G) إعداد مختلف المعاملات مع مراعاة عوامل الخسارة

(fig.7h) دقيقة - بواسطة - حساب الطاقة الدقيقة يتراكم كيلووات كل دقيقة

(FIG.7I) رسم بياني الطاقة الذي تم إنشاؤه بعد المحاكاة

(Fig.7j) I -

(الشكل 7K) تقرير المحاكاة مع بيانات توليد تفصيلية لمدة 12 شهرًا وتحليلها الاقتصادي

ملخص النقاط (بشكل عام والمعايير المحددة)

(يود المؤلف أن يشكر مطوري البرامج على دعمهم للطامحين الذين يخططون لاتخاذ تصميم نظام PV كمهنة من خلال السماح للمستخدمين بالتنزيل بحرية ، ومحاولة تقييم برامجهم. وبهذه الروح تم إنشاء هذا التقرير في محاولة لتسليط الضوء على التجربة الفريدة لكل من هذه البرامج التي تقدمها كل من هذه البرامج وليس بالضرورة كيفية كل تسجيلات على الآخر)

8 هيلوسكوب

HelioScope

تقدم HelioscoSE منصة ويب متطورة - التي تؤكد على البساطة دون التضحية بالقوة التحليلية ، مما يجعل تصميم النظام المعقدة ومحاكاة الطاقة في متناول المتخصصين في الطاقة الشمسية من مستويات خبرة متفاوتة.

واجهة المستخدم البديهية

يوفر HelioscoSESCOSESCOSCE واجهت واجهة المستخدمين ، مما يسمح للمستخدمين بإنشاء وتعديل تصميمات المشروع الشمسي باستخدام DRAG - و - وأدوات الخرائط التفاعلية وأدوات الخرائط التفاعلية وأدوات الخرائط التفاعلية وأدوات الخرائط التفاعلية ودائبة باستخدام وتعديل تصميمات المشروع الشمسي {}} إلى واجهة Helioscope ، يوفر Helioscope واجهة HELIOSCOLOST بتوفير واجهة HELIOSCIL إن HELLESTR إن بسرعة بوضع إن واجبةً إن تصميمات السحب ً ًً ً ًً ًً ، فإن إن ًً إن الهينة بسرعة إن واجبةً إن تصوصيات المشارييات الشمسية ًً واضل إن بسرعة كذلك ، إن الهينير إن ًً إن بًديياتياتياتيات إن الهً الهً والدييات الأمر

محاكاة دقيقة الأداء

باستخدام تقنية النمذجة المادية المتقدمة ، يتنبأ البرنامج بدقة بأداء الأنظمة الكهروضوئية في ظل ظروف مختلفة. يدرس Helioscope عوامل متعددة ، بما في ذلك التظليل ، ودرجة الحرارة ، والأزمت ، والإمالة ، مما يوفر توقعات إنتاج طاقة موثوقة.

تحليل الظل

تسمح وظيفة تحليل الظل القوية بمحاكاة وتحليل تفصيلي لتأثيرات التظليل على الألواح الشمسية عن طريق المباني والأشجار وغيرها من العوائق ، مما يساعد المستخدمين على زيادة كفاءة النظام.

تحسين النظام

يمكن للمستخدمين تحسين تكوين النظام ، بما في ذلك اختيار الوحدة ، وتكوين العاكس ، والتصميم الكهربائي. تقوم Helioscoy تلقائيًا بإنشاء الحل الأمثل ، حيث ساعد المستخدمين في اتخاذ قرارات مستنيرة أثناء عملية التصميم.

تقارير المشروع

إنشاء تقارير تفصيلية للمشروع ، بما في ذلك توقعات الأداء ، ورسومات تصميم النظام ، والتحليلات الاقتصادية. هذه التقارير لا تقدر بثمن بالنسبة لمقترحات المشروع واتصالات العملاء ، وتعزيز الاحتراف ومصداقية المشاريع.

يوفر Helioscope دعمًا شاملاً للمشاريع الشمسية ، من التصميم الأولي إلى التنفيذ النهائي ، مما يضمن تكلفة المشروع - الفعالية والكفاءة.