Niektoré odborné termíny sa môžu líšiť. Ako referencia slúži anglická verzia.

Zohľadňujú vaše simulácie skutočné teplotné podmienky v mieste umiestnenia vašej fotovoltaickej elektrárne? Ak ako vstupné údaje používate súbory údajov o typickom meteorologickom roku (TMY), krátka odpoveď znie: „nie celkom“.

Hoci súbor údajov o typickom meteorologickom roku (TMY) nie je určený na zachytenie extrémnych udalostí, môže v ňom chýbať aj podmienky, ktoré sú dostatočne časté na to, aby ich mnohí ľudia považovali za „typické“.

Pri projekte fotovoltaickej elektrárne je dôležité správne zohľadniť teplotné podmienky, aby sa zabezpečila presnosť odhadovaných strát a aby komponenty elektrárne zvládli dodatočné tepelné zaťaženie.

Analýzou časových radov Solargis aj údajov Solargis TMY pre vzorovú lokalitu v blízkosti mesta Petrolina v brazílskom štáte Pernambuco ukazujeme, ako TMY v dlhodobom horizonte nesprávne reprezentuje vysoké teploty a ako to môže podkopať dôveru v fotovoltaický projekt a spôsobiť zbytočné riziká.

Výkon fotovoltaických systémov pri vysokých teplotách

Teplota ovplyvňuje výkon fotovoltaického systému viacerými spôsobmi. Solárne fotovoltaické moduly nepremenia všetko slnečné žiarenie, ktoré absorbujú, na elektrickú energiu, a ich účinnosť klesá s rastúcou teplotou modulov.

Okrem toho, ak teploty prekročia stanovené prevádzkové limity, meniče môžu znížiť svoj výstupný výkon, čo je jav známy ako teplotné zníženie výkonu. Vyššie teploty tiež zvyšujú odporové straty v transformátoroch a kábloch, čo ďalej ovplyvňuje celkový výkon systému.

Prečo TMY nedokáže poskytnúť ucelený obraz

Súbor údajov TMY (typický meteorologický rok) je navrhnutý tak, aby pokrýval podmienky, ktoré sa na danom mieste vyskytujú s najväčšou pravdepodobnosťou. Vytvára sa výberom štatisticky najreprezentatívnejších intervalov z dlhodobých historických záznamov a ich zoskupením do jedného syntetického roka. V tomto procese výberové kritériá uprednostňujú slnečné žiarenie pred inými parametrami, ako je napríklad teplota.

V niektorých klimatických podmienkach sú vysoké teploty pomerne časté. Niektoré teplotné rozsahy však nemusia byť v súbore údajov TMY dostatočne zohľadnené, hoci podiel záznamov dosahujúcich takéto hodnoty môže byť pomerne významný. Tieto nedostatočne zastúpené situácie nazývame „slepá škvrna TMY“.

Problém spočíva v tom, že zhrnutie údajov z mnohých rokov do jedného roka predstavuje riziko pre elektráreň. Inými slovami, TMY nemusí reprezentovať dni, ktoré sú pre tepelné straty vašej fotovoltaickej elektrárne najdôležitejšie: tie, počas ktorých sa komponenty vašej fotovoltaickej elektrárne najviac zahrievajú.

Prípadová štúdia z Petroliny uvedená nižšie to ukazuje podrobnejšie. Vidíme, ako sa „slepá škvrna“ nachádza pri teplotách vzduchu nad 33 °C – 35 °C, kde TMY „skrýva“ najvyšší počet ekvivalentných hodín v porovnaní s inými prahovými hodnotami.

Ďalšia stránka „slepého miesta TMY“, ktorú stojí za to spomenúť: zhrnutie údajov z mnohých rokov do jedného roka úplne vylučuje možnosť zistiť očakávaný rozsah variability pre každý mesiac.

Dôsledky neočakávaných strát výnosov

Tepelná strata je očakávaný a dobre známy efekt v prípade fotovoltaických elektrární prevádzkovaných v horúcom podnebí. Ak však vstupný súbor údajov prehliada pravdepodobnosť výskytu vysokých teplôt a ak nie je správne uvedený rozsah variability, dôsledky môžu vážne ovplyvniť dôveru zainteresovaných strán v projekt.

Z pohľadu developera to môže znamenať zistenie, že správy o výnosoch neodzrkadľovali skutočné prevádzkové podmienky a, čo je ešte horšie, že pri použití vhodnejších vstupných údajov by sa mohli prijať odlišné projektové rozhodnutia, vrátane kľúčových aspektov, ako sú technológia modulov, ventilácia montážnych konštrukcií a rozstupy medzi radmi. Z pohľadu investora to môže znamenať stratu dôvery v schopnosť projektu – a zapojených tímov – dosiahnuť sľúbené výnosy.

Po zistení nesprávneho uvedenia podmienok, ktoré určujú výkon fotovoltaickej elektrárne, môže byť potrebné prehodnotiť niektoré vstupné údaje pre návrh:

  • Dimenzovanie ochranných zariadení. Prehriate komponenty môžu spôsobiť prepálenie poistiek reťazcov, ak sa prekročia menovité hodnoty uvedené výrobcom.
  • Predpokladaná degradácia. Mechanizmy tepelnej degradácie závisia od toho, či teplota článkov prekročí určité prahové hodnoty počas dlhších období.

Ak overená výroba systematicky klesá pod očakávanú úroveň počas mesiacov s najhoršou tepelnou kombináciou, môže to tiež spôsobiť zbytočné zmluvné napätie:

  • Revízia garantovanej energie. Projekt môže čeliť revíznemu procesu, ktorý zníži množstvo energie, ktoré je možné uvádzať na regulovaný trh.
  • Riziko v rámci zmlúv o nákupe energie (PPA) na voľnom trhu. Výrobca energie môže čeliť pokutám alebo môže byť povinný nakúpiť energiu na spotovom trhu, aby pokryli deficit, a to práve v mesiacoch, keď sú spotové ceny zvyčajne vyššie, pretože rovnaký regionálny trend ovplyvňuje aj ostatných výrobcov solárnej energie v tej istej sústave.

Simulácia časových radov s cieľom predísť problémom so zobrazením údajov

Keď je hlavným vstupom simulácie TMY, namáhané situácie pri vysokých teplotách môžu v vypočítaných výsledkoch chýbať. Tieto nedostatočne zohľadnené situácie môžu spôsobiť rozdiely medzi očakávanými teplotnými stratami v správe o výnosoch a tým, čo zariadenie skutočne zažije.

Hoci sa výsledky využívajúce TMY môžu navzájom vyrušiť a nakoniec sa priblížiť k časovej sérii ročného priemeru, TMY vždy so sebou nesie riziko nesprávneho znázornenia vplyvu na namáhanie komponentov a zníženie výkonu. Navyše úplne zakrýva mesačný rozsah očakávaných strát, ktoré pomáhajú zainteresovaným stranám vyvážiť ich očakávania a podľa toho optimalizovať energetické zmluvy.

Dobrou správou je, že okrem zvýšenia povedomia o tomto probléme je dnes možné túto medzeru preklenúť pomocou simulačného softvéru, ktorý je schopný spracovať kompletný viacročný záznam, a nie len jeden reprezentatívny rok. Toto je už v dosahu pre developerov a certifikačné orgány.

Práca s lepším znázornením prevádzkových podmienok elektrárne otvára dvere k získavaniu lepšie navrhnutých fotovoltaických elektrární. Okrem toho presnejší výpočet strát vytvára lepší rámec pre navrhovanie zmlúv a prispôsobovanie očakávaní investorov a vlastníkov.

Chýbajú ani údaje, ani softvér: ide o metodickú aktualizáciu, ktorú odvetvie potrebuje na odstránenie medzier vo výpočtoch, ktoré ohrozujú dôveru vo fotovoltaické projekty.

Čítajte ďalej

Prečo údaje TMY nestačia na simulácie fotovoltaiky
Best practices

Prečo údaje TMY nestačia na simulácie fotovoltaiky

Hoci sú súbory údajov TMY užitočné na posúdenie v počiatočnej fáze pred realizáciou, na modelovanie výkonnosti a finančnú analýzu už nepostačujú. Tak ako sme kedysi prešli od televíznych obrazoviek s nízkym rozlíšením k obrazovkám s ultravysokým rozlíšením, aj solárny priemysel musí teraz urobiť rovnaký skok a prijať údaje o časových radoch s vysokým rozlíšením ako nový štandard.

Prečo používať satelitné údaje o solárnych zdrojoch pri hodnotení výkonnosti fotovoltaiky
Best practices

Prečo používať satelitné údaje o solárnych zdrojoch pri hodnotení výkonnosti fotovoltaiky

Všeobecne sa uznáva, že na hodnotenie výkonnosti fotovoltaických (FV) systémov sa majú používať vysokoštandardné pyranometre prevádzkované za prísne kontrolovaných podmienok.

Ako Solargis zlepšuje presnosť predpovedí slnečnej energie
Best practices

Ako Solargis zlepšuje presnosť predpovedí slnečnej energie

Tak ako existujú rôzne techniky prognózovania, rôzne techniky predpovedania sú vhodnejšie v závislosti od zamýšľaného času predpovede.