Sadržaj

U jednom pogledu

Ovaj modul izračunava potencijal opskrbe energijom i povezane troškove za krovno instalirane solarne i PV sustave u određenom području. Ulazi u modul su rasterske datoteke otiska zgrade i sunčevog zračenja, troškovi i učinkovitost referentnih solarnih termalnih i PV sustava te djelići korisnog krovnog područja na kojem su instalirani solarni termalni i PV sustavi.

To Top

Uvod

Modul za proračun ima za cilj izračunati solarnu toplinsku i fotonaponsku energiju te financijsku izvedivost odabranog područja uzimajući u obzir:

  • instalacija novih solarnih termalnih / PV sustava na postotak raspoloživih površina (zadana površina je otisak zgrade),
  • procijeniti financijsku izvedivost novih postrojenja.

To Top

Ulazi i izlazi

Ulazni parametri i slojevi, kao i izlazni slojevi i parametri, su kako slijedi.

Ulazni slojevi i parametri su:

  • rasterska datoteka:
    • srednja godišnja sunčeva zračenja [kWh / m 2 ],
    • s područjem dostupnim za iskorištavanje sunčeve energije. Zadani raster koristi rastersku datoteku otiska zgrade [m 2 ],
  • postotak dostupne površine koja se može prekriti solarnim pločama [%],
  • referentni parametri postrojenja:
    • prosječna instalirana vršna snaga po postrojenju [kW_p],
    • učinkovitost sustava, vrijednost između 0 i 1 [-],
    • sunčevo zračenje u standardnim ispitnim uvjetima jednako je 1 kW / m 2 ,
    • učinkovitost modula u standardnim ispitnim uvjetima [kW m 2 ].

Izlazni slojevi i parametri su:

  • Ukupni troškovi pokrivanja odabranog područja PV pločama [valuta]
  • Ukupna godišnja proizvodnja energije [MWh / godina]
  • Nivelirani trošak energije [€ / kWh]
  • Rasterska datoteka s najprikladnijim područjima za proizvodnju PV energije

To Top

Metoda

Polazeći od raspoloživog područja i vrste PV tehnologije, modul izračunava proizvodnju PV energije pod sljedećim pretpostavkama:

  • Optimalni nagib PV sustava;
  • Površina PV modula jednaka postotku otiska zgrade po izboru korisnika;
  • Jedinstvena odabrana tehnologija za sve instalirane PV sustave;
  • Zadana učinkovitost sustava jednaka je 0,75.

Te su pretpostavke napravljene kako bi se uzela u obzir faza planiranja za regiju, a ne dizajn određenog PV sustava.

Godišnja proizvodnja energije dobiva se uzimajući u obzir prostornu raspodjelu godišnjeg sunčevog zračenja na otisku zgrade. Proizvodnja PV energije izračunava se za jedno reprezentativno postrojenje. Najreprezentativnija instalirana vršna snaga za PV sustav je ulaz modula. Slijedom toga, izračunava se površina koju pokriva jedna biljka i ukupan broj biljaka.

Konačno, najprikladnije područje izračunava se uzimajući u obzir krovove s većom proizvodnjom energije. Proizvodnja energije svakog piksela obuhvaća pokrivanje samo dijela krova jednakog f_roof. Integral proizvodnje energije najprikladnijeg područja jednak je ukupnoj proizvodnji energije odabranog područja.

To Top

Primjer

Kao praktičan primjer, CM logika / metodologija primjenjuje se na unaprijed definirano područje. Prema zadanim postavkama, područje unosa koje koristimo je otisak zgrada. Tako, na primjer, grad Bolzano (Italija), budući da je velik dio grada povijesno središte (gdje nije moguće instalirati solarne panele), možemo procijeniti da se samo 1 krov na svakih 5 može koristiti za prikupljanje sunčeve energije (~ 20%). Umjesto toga, ako pružite područje koje je dostupno za implementaciju nekog solarnog polja, tada možete postaviti da se 100% površine može koristiti za solarni sustav.

Koje područje od 20% krovova u Bolzanu može biti pokriveno PV pločama? Pokriti cijeli krov nije realno, jer dio krova nema odgovarajuću orijentaciju. Budući da zgrada općenito ima 4 bočne strane, možemo zamisliti da oko 25% krova ima dobru orijentaciju (barem u Bolzanu, gdje većina krovova nije ravna i ima 2 ili 4 kosine krova). Unatoč tome, imamo efekte zasjenjivanja s okolnih stabala, zgrada, planina itd., I općenito ostavljamo malo prostora blizu granice krovova, pa zamislimo da 50% dobro orijentiranog krova može koristiti PV (25 % * 50% = 12,5%), zadana vrijednost je malo optimističnija (15%).

U slučaju sunčevog polja, općenito PV-struna zauzima oko 40-50% površine kako bi se izbjegao efekt zasjenjivanja između PV-žica.

To Top

Primjer s PV sustavom na otisku zgrade

Radi primjera, objašnjavamo metodologiju za jedan jedini piksel (površina od 1 hektara). CM primjenjuje istu logiku za svaki piksel u području koje je odabrao korisnik. Zadani sloj (otisak zgrade) ima dimenziju piksela 100x100m, stoga imamo dostupnu površinu od 10000 m². U ovom primjeru zamislite da je u pikselu dostupno samo 3000 m² krovova, drugi nedostajući dio površine je površina posvećena rutama, zelenim površinama, rijeci itd. Logika koju provodi CM je:

  • primijeni prvi postotak da dobiješ samo krovove na kojima mogu ugostiti sustav: available_surface = 3000 [m²] * 20% = 600 [m²]
  • Procjenjuje se da je površina koju stvarno mogu pokriti fotonaponski sustavi 12,5%, dakle: available_pv_surface = 600 [m²] * 12.5% = 75 [m²]
  • Zatim koristimo podatke o PV učinkovitosti (prema zadanim postavkama 0,15) za izračun površine potrebne za jedno PV postrojenje (prema zadanim postavkama od 3 kWp) single_pv_surface = 3 [kWp] / 0.15 = 20 [m²]
  • tada izračunavamo broj fotonaponskih sustava koji se mogu instalirati u piksel a koji su: n_pv_plants = 75 [m²] // 20 [m²] = 3 i stoga ćemo na pikselu 100 sa 100 instalirati 3 postrojenja od 3 KWp m (dakle 9 kWp), a zatim pomnožimo ovu vrijednost s proizvedenom energijom od 1 kWp i pomnožimo s učinkovitošću PV sustava (pretvarač i prijenos, prema zadanim postavkama: 0,85) da bismo dobili ukupnu energiju proizvedenu pikselom: pv_energy = solar_radiation [kWh/kWp/year] * 9 [kWp] * 0.85

To Top

Primjer sa solarnim PV poljem

Sada imamo piksel od 100x100 m koji je dostupan za sustav PV polja:

  • kao što je rečeno prije, prvi postotak je 100%, jer cijelo područje može ugostiti PV sustav: available_surface = (100 x 100) [m²] * 100% = 10000 [m²]
  • Površina koju mogu pokriti fotonaponski sustavi je: available_pv_surface = 10000 m² * 50% = 5000 m²
  • Zatim koristimo podatke o PV učinkovitosti (prema zadanim postavkama 0,15) za izračun površine potrebne za jedno PV postrojenje (prema zadanim postavkama od 3 kWp) single_pv_surface = 3 [kWp] / 0.15 = 20 [m²]
  • tada izračunavamo broj sustava koji se mogu instalirati u piksel, a to su: n_pv_plants = 5000 // 20 = 250 i prema tome imat ćemo instalirano 250 postrojenja od 3 KWp na pikselu od 100 puta 100 m (dakle 750 kWp), a zatim pomnožimo ovu vrijednost sa satom proizvedenom energijom od 1 kWp i pomnožimo s učinkovitošću PV sustava (pretvarač i prijenos, prema zadanim postavkama: 0,85) da bismo dobili ukupnu energiju proizvedenu pikselom: pv_energy = solar_radiation [kWh/kWp/year] * 750 kWp * 0.85

To Top

Primjer s PV & ST sustavom na otisku zgrade

Površina zgrade koja se može koristiti ograničeni je resurs. Stoga nije moguće koristiti istu površinu za prikupljanje sunčeve energije s PV sustavom, a istovremeno koristiti solarni toplinski sustav. Prisjećajući se prethodnog primjera, već imamo 75 m² površine posvećene PV-u, procijenili smo da dobro orijentirani krov čini 25% ukupne površine, pa prema tome imamo još 75 [m²] na raspolaganju. Možemo koristiti samo razlomak, recimo to 7,5%. To znači da ako prije nego što uzmemo u obzir 25% krova s dobrom ekspozicijom, uzmemo u obzir da je 12,5% posvećeno PV-u, a 7,5 posvećeno ST-u, pa stoga koristimo 20% od 25%.

Dati praktični primjer:

  • primijeni prvi postotak da dobiješ samo krovove na kojima mogu ugostiti sustav: available_surface = 3000 [m²] * 20% = 600 [m²]
  • Površina koja se stvarno može prekriti ST sustavima iznosi: 600 m² * 7,5% = 67,5 m² available_st_surface = 600 [m²] * 7.5% = 45 [m²] imajte na umu da je 75 + 45 = 120 [m²] da je manja od procijenjena površina koja bi mogla imati dobru izloženost ( available_surface * 25% = 150 [m²] ).
  • Zatim koristimo podatke o ST površini potrebne ST sustavu (prema zadanim postavkama 5 m²) za izračun broja ST postrojenja: n_st_plants = 45 [m²] // 5 [m²] = 9
  • tada izračunavamo instaliranu površinu ST postrojenja: st_surface = 9 * 5 m² = 45 [m²] `
  • i sada primjenjujemo globalno sunčevo zračenje (kWh / m²) pokrivenom površinom pomoću učinkovitosti ST panela (prema zadanim postavkama 0,85): solar_radiation [kWh/m²] * 45 [m²] * 0.85

To Top

GitHub spremište ovog kalkulacijskog modula

Ovdje ćete dobiti vrhunski razvoj za ovaj modul izračuna.

To Top

Probno pokretanje 1

Ovdje se modul za izračun izvodi za regiju Lombardija u Italiji (NUTS2).

  • Prvo odaberite Nuts2 i odabrano područje.
Slika 1: Odaberite regiju
  • Slijedite korake prikazane na donjoj slici:

    • Kliknite gumb "Slojevi" da biste otvorili prozor "Slojevi":
    • Kliknite karticu "MODUL OBRAČUNA".
    • Kliknite gumb "SOLARNI PV POTENCIJAL".
  • Sada se otvara "Solar PV Potencijal" i spreman je za rad.

To Top

Uzorak trčanje

Probno pokretanje 1: zadane ulazne vrijednosti

Zadane ulazne vrijednosti razmatraju mogućnost ugradnje krovnih PV panela na zgrade. Te se vrijednosti odnose na postrojenje od 3 kWp. Možda ćete trebati postaviti vrijednosti ispod ili iznad zadanih vrijednosti s obzirom na dodatna lokalna razmatranja i troškove. Stoga bi korisnik trebao prilagoditi ove vrijednosti kako bi pronašao najbolju kombinaciju pragova za svoju studiju slučaja.

Da biste pokrenuli modul izračuna, slijedite sljedeće korake:

  • Dodijelite naziv sesiji pokretanja (nije obavezno - ovdje smo odabrali "Test Run 1") i postavite ulazne parametre (ovdje su korištene zadane vrijednosti).
Fig. 2
  • Pričekajte dok se postupak ne završi.
  • Kao izlaz, pokazatelji i dijagrami prikazani su u prozoru "REZULTATI". Pokazatelji pokazuju:
    • Ukupna proizvodnja energije,
    • Ukupni troškovi postavljanja,
    • Broj instaliranih sustava,
    • Izravnani troškovi energije.
Fig. 3
  • Također je na sloj dodan novi sloj koji prikazuje zgrade s većim energetskim potencijalom. Ovaj se sloj dodaje na popis slojeva u kategoriji "Modul za izračunavanje". Naziv sesije izvođenja razlikuje izlaze ovog izvođenja od ostalih. Ako ste poništili odabir zadanih slojeva i odabrali TEST RUN 1, možete vizualizirati najprikladnija područja za instalacije PV postrojenja.
Fig. 4

To Top

Probno pokretanje 2: modificirane ulazne vrijednosti

Ovisno o vašem iskustvu i lokalnom znanju, možete povećati ili smanjiti ulazne vrijednosti da biste postigli bolje rezultate. Možete odlučiti povećati površinu zgrade pogodnu za PV postrojenja.

  • Dodijelite naziv sesiji izvođenja (nije obavezno - ovdje smo odabrali "Test Run 2") i postavite ulazne parametre Postotak zgrada sa solarnim pločama jednak 50. To znači da pokrivamo 50% raspoloživih krovova zgrada. Primijetite da budući da svaki piksel može predstavljati više zgrada, a ne pokrivamo cijeli krov PV pločama, korisnik može postaviti i efektivni faktor iskorištenja krova zgrade. Zadana vrijednost postavljena je na 0,15. To znači da je samo 15% krovne površine u pikselu pokriveno PV pločama.

  • Pričekajte dok se postupak ne završi.

  • Kao izlaz, pokazatelji i dijagrami prikazani su u prozoru "REZULTATI". Pokazatelji pokazuju:

    • Ukupna proizvodnja energije,
    • Ukupni troškovi postavljanja,
    • Broj instaliranih sustava,
    • Izravnani troškovi energije.

To Top

Kako citirati

Giulia Garegnani, u Hotmaps-Wiki, CM-Solar-PV-potencijal (travanj 2019)

To Top

Autori i recenzenti

Ovu je stranicu napisala Giulia Garegnani ( EURAC ).

☑ Ovu je stranicu pregledao Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

To Top

Licenca

Copyright © 2016-2020: Giulia Garegnani

Creative Commons Attribution 4.0 međunarodna licenca

Ovo je djelo licencirano pod Creative Commons CC BY 4.0 međunarodnom licencom.

SPDX-identifikator licence: CC-BY-4.0

Tekst licence: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

To Top

Priznanje

Željeli bismo izraziti našu najdublju zahvalnost projektu Horizon 2020 Hotmaps (Ugovor o dodjeli bespovratnih sredstava broj 723677), koji je osigurao financijska sredstva za provođenje ove istrage.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

English (original) Bulgarian* Czech* Danish* German* Greek* Spanish* Estonian* Finnish* French* Irish* Hungarian* Italian* Lithuanian* Latvian* Maltese* Dutch* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Swedish*

* machine translated