Оценка на капацитета на фотоволтаичната инсталация: Изчерпателно ръководство за оразмеряване на системата

Като начало, за да получите общия kWh енергия, която трябва да генерирате, ще трябва да направите това за потребителя, за когото V2 ще проектира фотоволтаична система. Трябва да инициира анализ на потреблението на потребителя във времето, за да можете да видите на какво възлиза тяхното месечно и годишно потребление на електроенергия. Ще трябва да разполагате с тези данни, за да определите каква част от общото натоварване на потребителите V2 ще проектира фотоволтаична система, която да осигури въз основа на техните текущи модели на потребление и процента от общото им натоварване, което V2 проектира PV системата ще осигури. Трябва също така да вземете под внимание физическите ограничения на обекта, когато изчислявате проекта за фотоволтаичната система.

При проектирането на фотоволтаични системи инсталационният капацитет за различни типове покриви може лесно да се концептуализира чрез различните подредби на наличните материали и структура, за да се даде възможност за различни типове монтаж, които влияят върху броя на слънчевите панели, които могат да бъдат инсталирани на квадратен метър.

Монтаж на плосък покрив

Системите за монтаж на плосък покрив създават както уникална възможност, така и предизвикателство, когато става въпрос за проектиране на слънчева инсталация на плосък покрив. Конструкциите с-плоски покриви се намират предимно в търговски сгради и все по-голям брой жилищни сгради, които се строят днес, също имат тази конструктивна характеристика. Монтирането на инсталация с плосък-покрив позволява гъвкави ориентации на панелите; обаче системите за монтаж ще доведат до по-нисък общ капацитет на инсталацията поради техните изисквания за проектиране.

Типичен капацитет: Приблизително 70 вата на квадратен метър

Историческият показател за плосък{1}}покрив от 70 W/m² на соларната индустрия с плосък покрив се основава на няколко функционални причини. Първо, тъй като монтажните системи на плосък покрив обикновено изискват баластни или утежнени основи, за да държат панелите закотвени надолу върху равна повърхност, без да проникват в покривната мембрана, площта, заета от тези монтажни системи, ще повлияе на плътността на панелите, монтирани на плосък покрив. Второ, за да се предотврати само-засенчването на панелите, монтирани върху равна повърхност, когато са монтирани под наклон (обикновено 10 до 15 градуса), трябва да има достатъчно разстояние, така че предният ред от панели да не засенчва задния ред от панели в даден масив, монтиран на плосък покрив. Следователно тези два фактора значително намаляват ефективната плътност на опаковане на инсталация с плосък-покрив в сравнение с теоретичната плътност на опаковане.

Освен това инсталациите на плоски-покриви трябва да осигуряват пътища за достъп за поддръжка, за да поддържат всички компоненти на фотоволтаичната система достъпни за целите на поддръжката. В допълнение, отклоненията от краищата на покрива, на които се монтира фотоволтаичната система, ще трябва да се вземат предвид, за да се съобразят с местните строителни норми. Освен това ще има пространства на покрива, които остават безпрепятствени за съществуващото механично оборудване, което е инсталирано (системи за ОВК и/или вентилатори за изгорели газове). Поради всички тези съображения максималната допустима практическа плътност за фотоволтаичната система ще бъде приблизително 70 W/m².

Скатни и цветни стоманени покриви

Скатните покриви, особено тези, конструирани с цветна стоманена ламарина (известен като метален покрив или гофриран метален покрив), предлагат различни монтажни характеристики, които обикновено позволяват по-висока плътност на опаковане.

Типичен капацитет: Приблизително 100 вата на квадратен метър

По-високият капацитет на квадратен метър при цветни стоманени покриви е резултат от няколко благоприятни фактора. Тези покриви обикновено позволяват директно закрепване на монтажни релси през покривния материал с помощта на облицовка и уплътнения, елиминирайки необходимостта от баластно разстояние. Панелите могат да се монтират успоредно на повърхността на покрива (или с леко изместване за вентилация), следвайки съществуващия наклон на покрива. Тази конфигурация увеличава максимално оползотворяването на площта, тъй като панелите могат да се поставят непрекъснато върху наличната повърхност.

Освен това цветните стоманени покриви често имат по-прости геометрии с по-малко препятствия, отколкото плоските покриви, което позволява по-непрекъснати панелни масиви. Структурните характеристики на металния покрив също обикновено осигуряват надеждни точки на закрепване и разпределение на натоварването за фотоволтаичната система.

Въпреки че типът покрив осигурява отправна точка за оценка на капацитета, няколко допълнителни фактора трябва да бъдат взети предвид при окончателното изчисление:

Профил на потребителско натоварване

Извличането на профил на поведението на потреблението на потребителя не се прави само чрез разглеждане на общото годишно потребление, но и други фактори като време на използване, сезонност и прогнозиране на бъдещото натоварване ще окажат влияние върху цялостното оразмеряване на системата. Следователно, потребител с по-висока дневна консумация може да има размер на системата, който е по-близък до техния пиков товар, докато потребител с нетно измерване вероятно би оптимизирал оразмеряването си за общата мощност на своята слънчева система на повече годишна база (срещу непосредственото потребление), отколкото за тяхното пиково потребление.

Ефективност на компонентите

Ефективността на слънчевите модули, които избирате, ще има пряко влияние върху това колко енергия може да се генерира в определена област. Като цяло панелите с по-висока ефективност (като монокристални и някои нововъзникващи технологии) ще произвеждат повече вата/m2, като в крайна сметка осигуряват по-голям ефективен размер за същата площ. Въпреки това ще трябва да вземете предвид цената на панелите с по-висока ефективност в сравнение с панелите с по-ниска ефективност по време на вашия анализ.

Анализ на засенчване

Нито една оценка на капацитета не е пълна без задълбочен анализ на засенчването. Близките дървета, съседните сгради, архитектурните особености и дори бъдещите строителни планове могат значително да повлияят на използваемата покривна площ. Модерният софтуер за проектиране включва инструменти за анализ на нюансите, които помагат на дизайнерите да идентифицират оптималното разположение на панелите и да избегнат области, които биха повлияли непропорционално на производителността на системата.

Местни разпоредби и изисквания за комунални услуги

Политиките за свързване към мрежата, строителните кодове и разпоредбите за зониране могат да наложат допълнителни ограничения върху капацитета на системата. Някои юрисдикции ограничават размера на системата спрямо капацитета на връзката на услугата, докато други имат специфични изисквания за намаляване на ръбовете на покрива, хребетите и долините, които засягат използваемата площ.

Естетически съображения и бъдеща гъвкавост

За много собственици на имоти визуалното въздействие на соларните инсталации има значение. Може да се наложи дизайнерите да подредят панелите в специфични модели или да поддържат определени неуспехи, за да постигнат архитектурна хармония. Освен това, планирането на бъдещо разширяване или интегриране на съхранение на батерия може да повлияе на първоначалните решения за капацитет.

На практика оценката на капацитета на фотоволтаичната система следва систематичен процес:

Оценка на сайта: Физическа проверка на покрива, включително измервания, структурна оценка и идентифициране на препятствия

Оценка на слънчевите ресурси: Анализ на местни данни за слънчевата радиация и специфични за обекта-условия на засенчване

Анализ на натоварването: Преглед на исторически сметки за комунални услуги и обсъждане на бъдещи енергийни цели

Първоначално изчисляване на капацитета: Прилагане на фактори на плътност (като указанията за 70-100 W/m²) за генериране на предварителни оценки

Усъвършенстване на дизайна на системата: Подробно оформление с помощта на софтуер за проектиране за оптимизиране на разположението на панела и проверка на капацитета

Симулация на производителност: Моделиране на очакваното производство на енергия въз основа на окончателния дизайн

Итеративна оптимизация: Коригиране на дизайна за балансиране на производствените цели с бюджетните ограничения

Капацитетът, който можете да очаквате от фотоволтаична инсталация, се оценява както чрез научни, така и чрез творчески методи, разчитайки на вашия технически опит, опит в работата с битови клиенти и разбиране на нуждите на клиентите. Най-доброто място да започнете е да използвате установената насока от приблизително 70 W/m2 за плоски покриви и приблизително 100 W/m2 за цветни стоманени покриви; въпреки това точната оценка на действителния ви размер на системата ще вземе предвид произволен брой други фактори, които оказват влияние върху вашето конкретно местоположение.

Еволюцията на соларната индустрия и въвеждането на по-ефективни модулни технологии, иновативни системи за монтаж и усъвършенствани инструменти за проектиране вероятно ще променят тези показатели за плътност с течение на времето. Въпреки потенциалната промяна в стандартите за плътност, същият основен принцип ръководи изчисляването на точния размер на системата: когато определяте очаквания капацитет за производство на слънчева енергия от дадена система, трябва да постигнете баланс между колко енергия ще се нуждае потребителят по време на работа и колко физическа площ може да поддържа производството на тази енергия. Това в крайна сметка ще доведе до проектиране и изграждане на слънчеви системи, които генерират слънчева енергия, осигуряват максимална стойност по време на живота на системата и в крайна сметка подкрепят прехода към устойчиво енергийно бъдеще.

Всеки, който работи върху разработването на соларен проект, трябва да се научи да оценява точно капацитета; този основен набор от умения е от решаващо значение за разработването на успешни проекти, които ще отговорят на очакванията за производителност, като същевременно отговарят на всички приложими местни кодекси и разпоредби и гарантират значим принос към развитието на устойчиви енергийни системи.