Niektoré technické pojmy sa môžu líšiť. Referenciou je anglická verzia.

V závislosti od polohy a podmienok sa neistota údajov o slnečných zdrojoch získaných zo satelitov zvyčajne pohybuje v rozmedzí približne 4–8 %.

Vďaka kvalitným pozemným meraniam a správnemu prispôsobeniu lokality sa táto neistota často dá znížiť na približne 3–5 %.

Toto zníženie sa môže zdať malé, pre mnohé veľké fotovoltaické projekty je však z komerčného hľadiska významné.

[Chcete sa dozvedieť, ako zníženie neistoty prostredníctvom prispôsobenia lokality môže otvoriť dvere k lepším projektovým rozhodnutiam a výhodnejšiemu financovaniu? Pozrite si náš webinár „Ako prispôsobenie lokality znižuje neistotu vo výnosoch energie“]

Prečo je prispôsobenie lokality dôležité

Každý solárny projekt na úrovni energetických spoločností je postavený na jednoduchej, ale kľúčovej otázke: koľko energie táto fotovoltaická elektráreň vyprodukuje?

Odpoveď vo veľkej miere závisí od slnečných zdrojov v mieste umiestnenia fotovoltaickej elektrárne. Očakávaný ročný energetický výnos ovplyvňuje návrh elektrárne, výrobné ciele, zmluvy o nákupe elektrickej energie, finančné modely, výšku zadlženia a očakávania investorov týkajúce sa návratnosti.

Za číslom očakávaného výnosu sa však vždy skrýva určitá miera neistoty.

Finančné inštitúcie sa zvyčajne zameriavajú na konzervatívne scenáre výroby, ako je výnos P90, ktoré sú priamo ovplyvnené neistotou údajov o slnečných zdrojoch. Nižšia neistota znamená vyššiu hodnotu P90 a vyššia hodnota P90 môže zlepšiť bankovateľnosť projektu.

obr. 5

Zároveň sa výrobné ciele a zmluvy o nákupe energie zvyčajne zakladajú na hodnote P50, teda na očakávanom slnečnom potenciáli. Na vypracovanie zmluvy o nákupe energie, ktorú projekt skutočne dokáže splniť, potrebujú developeri presné posúdenie slnečného potenciálu v danej lokalite.

Z toho vyplývajú dva dôležité ciele:

  1. Získať dobré financovanie zvýšením dôvery v konzervatívny scenár výnosu.
  2. Stanovovať realistické očakávania týkajúce sa výroby na základe presného pochopenia miestnych slnečných zdrojov.

Prispôsobenie lokality pomáha riešiť obidva ciele.

Zníženie neistoty týkajúcej sa slnečného potenciálu približne o 1–3 percentuálne body môže zvýšiť výnos P90 o 2–3 percentuálne body. Pri projekte s výkonom 100 MWp to znamená približne 1–2 milióny dolárov dodatočnej úverovej kapacity bez akejkoľvek zmeny fyzického majetku.

Elektráreň je rovnaká. Technológia je rovnaká. Čo sa mení, je dôvera v očakávané a konzervatívne hodnoty výroby.

Prispôsobenie lokality tiež pomáha korigovať systematickú odchýlku v dátových súboroch získaných zo satelitov. Miestne mikroklíma, terén, aerosóly, vzory oblačnosti alebo podmienky špecifické pre danú lokalitu nemusia byť samotným modelom zachytené v plnej miere. Pozemné merania poskytujú miestny referenčný bod, ktorý možno použiť na úpravu údajov získaných zo satelitov.

Je to dôležité, pretože rozdiely medzi očakávaniami pred výstavbou a skutočnosťou počas prevádzky môžu byť značné. Rozdiely vo výške 5–10 % medzi cieľmi výroby a skutočným výkonom nie sú nezvyčajné a jedným z prispievajúcich faktorov môžu byť nadhodnotené alebo nedostatočne overené odhady slnečných zdrojov.

Toto sa stáva kritickým na trhoch s rastúcim podielom solárnej energie. Vzhľadom na to, že do systému vstupuje čoraz viac energie z fotovoltaických zariadení, menia sa vnútrodenné cenové trendy, čo zvyšuje dôležitosť pochopiť nielen to, koľko energie projekt vyprodukuje, ale aj kedy ju vyprodukuje.

obr. 4

Presná východisková hodnota podporuje lepší návrh fotovoltaickej elektrárne, vrátane rozhodnutí týkajúcich sa pomeru jednosmerného a striedavého prúdu, hybridizácie s akumuláciou v batériách, stratégie obmedzovania výkonu a prevádzkových očakávaní. Pomáha tiež chrániť záväzky vyplývajúce z dohôd o nákupe energie (PPA), oceňovanie aktív a dlhodobú dôveru zainteresovaných strán.

Čo vlastne prináša prispôsobenie lokality

Prispôsobenie lokality kombinuje silné stránky dvoch zdrojov údajov: satelitných modelov slnečných zdrojov a pozemných meraní.

Satelitné údaje poskytujú dlhodobé, priestorovo konzistentné pokrytie. Môžu sa vzťahovať na obdobie niekoľkých desaťročí a umožňujú developerom pochopiť dlhodobú variabilitu.

Pozemné merania poskytujú lokálnu presnosť. Priamo zachytávajú podmienky špecifické pre danú lokalitu, vrátane miestnych atmosférických vzorov a vplyvov mikroklímy, ktoré môže byť ťažké plne vyjadriť len prostredníctvom satelitného modelovania.

Pozemné merania sú však zvyčajne krátkodobé. Môžu pokrývať jeden alebo dva roky a často obsahujú medzery alebo chyby. Prístroje môžu trpieť znečistením, zatienením, nesprávnym nastavením, odchýlkou kalibrácie, prerušeniami alebo problémami s údržbou.

Adaptácia na lokalitu využíva pozemné merania s kontrolovanou kvalitou ako referenciu a zosúlaďuje satelitný model so skutočnými podmienkami pozorovanými na danej lokalite.

obr. 3

Výsledkom je dlhodobý súbor údajov bez medzier, prispôsobený danej lokalite, ktorý odráža ako miestne merania, tak aj dlhodobú klimatickú premenlivosť. Prečítajte si viac o tom, ako funguje prispôsobenie danej lokalite.

Úloha pozemných meraní

Pozemné merania sú kľúčové pre prispôsobenie danej lokalite. Pomáhajú však len vtedy, ak sú dostatočne presné na to, aby vylepšili satelitné údaje, a nie aby do nich vnášali šum.

Dobre nainštalovaný a riadne udržiavaný pyranometer triedy A môže dosiahnuť neistotu merania okolo 3 %. Vďaka tomu predstavuje spoľahlivý referenčný bod na zníženie neistoty pri hodnotení slnečných zdrojov.

obr. 1

Kvalita merania však závisí nielen od triedy senzora. Dôležitú úlohu zohrávajú inštalácia, čistenie, kalibrácia, podmienky na obzore, tienenie, vyrovnanie, údržba a zber údajov. Nesprávne nainštalované alebo zle udržiavané meracie zariadenia môžu spôsobiť chyby, ktoré oslabia hodnotenie. Namiesto zníženia neistoty môžu nesprávne merania túto neistotu zvýšiť.

Preto by sa meracie kampane mali od začiatku starostlivo plánovať. Na účely prispôsobenia lokality spoločnosť Solargis zvyčajne odporúča aspoň 12 mesiacov pozemných meraní s časovým rozlíšením 1 až 10 minút, vrátane slnečného žiarenia a relevantných meteorologických parametrov.

Čím je meracie kampaň spoľahlivejšia, tým pevnejší je základ pre prispôsobenie lokality.

obr. 2

Prečo je kontrola kvality nevyhnutná

Aj tie najlepšie senzory môžu poskytovať nesprávne údaje.

Pyranometer môže byť dočasne zatienený. Senzor sa môže zašpiniť. Meranie pomocou sledovacieho zariadenia môže byť nesprávne nastavené. Dátový záznamník môže zlyhať. Čistenie alebo údržba môžu spôsobiť umelé výkyvy. Extrémne podmienky môžu odhaliť nezrovnalosti, ktoré nie sú viditeľné za bežných okolností.

Preto je kontrola kvality nevyhnutná.

Predtým, ako sa merania môžu použiť na prispôsobenie lokality, je potrebné ich skontrolovať, označiť a prefiltrovať. V praxi sa môže stať, že v rámci kontroly kvality bude vylúčená významná časť záznamov z meraní. Nie je nezvyčajné, že v závislosti od kvality meracej kampane a miestnych podmienok je približne 10 % surových meraní označených alebo odstránených.

Robustná kontrola kvality si vyžaduje viacúrovňovú metodiku. Mala by identifikovať fyzické nezrovnalosti, problémy so senzormi, extrémne hodnoty, medzery, nerealistické vzory a nezhody medzi meranými parametrami. Mala by tiež zohľadňovať vzťah medzi GHI, DNI, difúznym žiarením, polohou slnka a meteorologickými podmienkami.

Cieľom je zabezpečiť, aby sa ako referenčné údaje pre adaptáciu satelitného modelu používali iba spoľahlivé merania.

Adaptácia na lokalitu si vyžaduje viac než len odstránenie odchýlky

V najjednoduchšom prípade môže adaptácia na lokalitu znieť ako štatistická korekcia: porovnanie satelitných údajov s pozemnými meraniami, výpočet odchýlky a úprava modelu.

V praxi je kvalitná adaptácia na lokalitu oveľa zložitejšia.

Základné štatistické metódy môžu znížiť odchýlku, ale nemusia zachovať fyzickú konzistentnosť súboru údajov. Napríklad korekcia GHI bez riadneho zohľadnenia DNI a difúzneho ožiarenia môže viesť k nekonzistentnosti medzi týmito tromi zložkami ožiarenia.

Úprava krátkodobých údajov bez pochopenia sezónnych vzorov môže viesť k nadmernej korekcii. Nesprávne zaobchádzanie s extrémnymi udalosťami môže skresliť dlhodobé rozdelenie.

Preto prispôsobenie lokalite vyžaduje odborné znalosti o slnečných zdrojoch, nielen spracovanie údajov.

Voľba metódy závisí od referenčných meraní, podmienok lokality, podnebia, terénu, dostupných parametrov a správania sa satelitného modelu v danej oblasti. Na zohľadnenie sezónnych a denných vzorov môže byť potrebné kombinovať viacero metód.

Pokročilá adaptácia na lokalitu by mala zachovať fyzikálne správanie slnečných zdrojov, nielen znížiť mieru štatistickej chyby. To si vyžaduje dôkladnú kontrolu základného slnečného modelu, čo odlišuje poskytovateľov, ktorí prevádzkujú vlastné modely, od tých, ktorí sa spoliehajú hlavne na externé dátové súbory a štatistické korekcie.

Prispôsobenie lokality môže znížiť neistotu len vtedy, ak je vykonané správne

Bez správneho know-how môže zle vykonaná adaptácia na danú lokalitu vytvoriť nový súbor problémov.

Medzi bežné riziká patria:

  • korekcia iba priemerného skreslenia pri ignorovaní sezónnych alebo denných vzorov
  • vytvorenie nekonzistencie medzi GHI, DNI a difúznym ožiarením
  • prehnané prispôsobenie modelu na základe krátkeho meracieho obdobia
  • nezohľadnenie extrémnych udalostí alebo neobvyklých poveternostných vzorov
  • používanie nekvalitných pozemných meraní, ako keby boli spoľahlivými referenčnými údajmi

Preto robustný proces adaptácie lokality vyžaduje nielen vysokokvalitné merania, ale aj hlboké pochopenie fyziky slnečných zdrojov.

Spoločnosť Solargis poskytuje službu prispôsobenia lokality na mieru, ktorá pomáha projektovým tímom premeniť ich pozemné merania na údaje o slnečných zdrojoch vhodné na rozhodovanie. Tento proces vyžaduje pozemné merania poskytnuté zákazníkom, ktoré pokrývajú údaje za minimálne 12 mesiacov s časovým rozlíšením 1 až 10 minút, vrátane slnečného žiarenia a kľúčových meteorologických parametrov.

Spoločnosť Solargis tiež zhromažďuje štruktúrované informácie o meracej stanici, vrátane vybavenia, inštalácie, kalibrácie, údržby a miestnych podmienok. To pomáha posúdiť, či sú merania vhodné na prispôsobenie lokality a ako by sa mali použiť.

Po získaní a spracovaní údajov poskytuje Solargis:

  • datasety prispôsobené danej lokalite, dostupné v nástroji Solargis Evaluate na účely analýzy a simulácie
  • časové rady s frekvenciou kratšou ako jedna hodina
  • datasety TMY P50, pričom ďalšie datasety TMY Pxx sú k dispozícii na požiadanie
  • hodinové a subhodinové výstupy
  • zemné merania s kontrolou kvality a označením identifikujúcim chyby merania
  • správa vhodná pre financovanie s validačnými štatistikami, posúdením odchýlky a neistoty

V Solargis Evaluate si teraz môžete objednať službu Site Adaptation len piatimi kliknutiami, čím poskytnete svojim vývojovým a technickým tímom prístup k vylepšeným údajom pre simulácie výnosov a hodnotenie projektov, spolu s neoceniteľnou konkurenčnou výhodou.

Príklad z praxe: solárna energia a akumulácia v Portoriku

Skvelým príkladom prispôsobenia lokality je spolupráca spoločnosti Solargis so spoločnosťami Convergent Energy + Power a GroundWork Renewables v Portoriku.

Klient potreboval vysoko presné údaje o zdrojoch špecifické pre danú lokalitu, aby mohol s istotou navrhnúť systémy solárnej energie a akumulácie a zabezpečiť financovanie. Spoločnosť Solargis integrovala približne ročné pozemné merania globálneho slnečného žiarenia (GHI) a meteorologické merania s dlhodobými údajmi zo satelitných solárnych modelov.

Spoločnosť GroundWork vykonala monitorovaciu kampaň priamo na mieste, pričom zabezpečila kalibráciu prístrojov, údržbu a prísnu kontrolu kvality. Na základe týchto vysokofrekvenčných meraní spoločnosť Solargis vygenerovala syntetické údaje s vysokým rozlíšením v jednominútových intervaloch koreláciou pozemných a satelitných pozorovaní.

Upravený súbor údajov:

  • Odstránil nezrovnalosti v odčítaniach senzorov
  • Vyplnenie medzier harmonizovanými satelitnými údajmi
  • Rozšírenie krátkodobých meraní do dlhodobého kontextu, čo umožnilo vyhodnotenie medziročnej variability

Tento súbor údajov sa stal základom pre optimalizáciu návrhu fotovoltaickej elektrárne, vrátane pomeru jednosmerného a striedavého prúdu a konfigurácie úložísk energie. Spoľahlivé údaje o slnečných zdrojoch boli obzvlášť dôležité pre modelovanie regulácie rýchlosti nábehu, kde batérie musia zmierňovať rýchle kolísania intenzity slnečného žiarenia, aby zabezpečili stabilnú integráciu do siete.

Kombináciou údajov z terénu so satelitným pokrytím poskytla adaptácia lokality vysokokvalitný a finančne využiteľný súbor údajov, ktorý spoločnosť Convergent potrebovala – čím sa znížila neistota a zvýšila dôvera zainteresovaných strán. Celú prípadovú štúdiu si prečítajte tu.

Kedy by mali developeri fotovoltaických elektrární začať uvažovať o prispôsobení lokality?

Najlepší čas na zváženie prispôsobenia lokality je pred začiatkom meracej kampane.

Ak projektový tím začne s meraním včas a ak je meracie stanica správne navrhnutá, nainštalovaná, udržiavaná a zdokumentovaná, tieto merania sa neskôr dajú využiť na vylepšenie súboru údajov o slnečných zdrojoch.

V praxi to znamená: ak vyvíjate fotovoltaický projekt na úrovni verejnej siete, merajte a merajte správne.

Na základe kvalitných meraní môže Solargis posúdiť kvalitu monitorovacej stanice, vykonať kontrolu kvality, zosúladiť namerané údaje a výsledky použiť na vytvorenie vylepšených súborov údajov prispôsobených danej lokalite v nástroji Solargis Evaluate.

Po roku spoľahlivých meraní môže váš projekt ťažiť z presnejších údajov, lepších simulácií, väčšej istoty a menšej neistoty.

Prispôsobenie lokalite premení merania na údaje, na ktorých sa dá stavať, a vedie k lepším rozhodnutiam

Prispôsobenie lokality nie je len technickým vylepšením. Premieňa krátkodobé merania na mieste na dlhodobé, bankovo akceptovateľné údaje o solárnych zdrojoch, ktoré lepšie odrážajú skutočnosť danej lokality.

Pomáha developerom odpovedať na dve otázky, ktoré sú dôležité počas celého životného cyklu projektu:

  • Koľko energie môžeme od tejto lokality očakávať?
  • A akú istotu môžeme mať v tomto odhade?

Znížením zbytočnej neistoty posilňuje argument P90 používaný pri financovaní, zlepšuje základnú hodnotu P50, na ktorej sú založené výrobné ciele a zmluvy o nákupe energie (PPA), a dáva inžinierom väčšiu istotu pri optimalizácii projektových rozhodnutí.

Žiadna metóda nedokáže úplne eliminovať neistotu. Keď však neistota týkajúca sa slnečných zdrojov ovplyvňuje hodnotu projektu, prispôsobenie lokality pomáha developerom odpovedať na dve najdôležitejšie otázky: koľko energie môže táto lokalita vyrobiť a akú istotu môžeme mať v tomto odhade?

Čítajte ďalej

Istota ohľadom neistoty slnečného žiarenia
Best practices

Istota ohľadom neistoty slnečného žiarenia

V kontexte simulácie výnosov z fotovoltaických elektrární pomáha neistota používateľom pochopiť možné odchýlky vo výsledkoch, ktoré poskytuje používaný softvér. Pochopenie týchto odchýlok zohráva kľúčovú úlohu pri výbere optimálneho návrhu elektrárne a pri hodnotení finančných rizík a návratnosti investícií.

Ako ovplyvňuje neistota výnosov z fotovoltaiky projektantov, investorov a banky
Best practices

Ako ovplyvňuje neistota výnosov z fotovoltaiky projektantov, investorov a banky

Každý projekt fotovoltaickej elektrárne sa zvyčajne začína jedným jednoduchým číslom: očakávaným ročným výnosom z fotovoltaiky. Na prvý pohľad vyzerá toto číslo jasne a presne. V skutočnosti je však vždy spojené s neistotou. Veľmi záleží na tom, ako sa projektový tím s touto neistotou vysporiada. Ovplyvňuje technický návrh, očakávania investorov a bankové financovanie, a to často spôsobom, ktorý sa prejaví až v neskorej fáze životného cyklu projektu.

Môžete dôverovať svojmu Pxx? Prečo je neistota týkajúca sa výnosu PV dôležitá pre váš projekt
Webinars

Môžete dôverovať svojmu Pxx? Prečo je neistota týkajúca sa výnosu PV dôležitá pre váš projekt

Väčšina fotovoltaických projektov sa opiera o jedinú hodnotu P50, ktorá má reprezentovať očakávaný ročný energetický výnos. Jedno číslo však nedokáže poskytnúť úplný obraz a určite nedokáže zachytiť celé spektrum výsledkov, s ktorými sa váš projekt môže stretnúť.

Pozrite si tento webinár a zistite, ako spoločnosť Solargis vypočítava neistotu výnosu fotovoltaických systémov na základe špičkových solárnych a meteorologických údajov, osvedčených modelovacích prístupov a transparentnej metodiky.