Компютърна симулация


Категория на документа: Други


Лекция С03

Компютърна симулация и софтуер за проектиране на PV системи, свързани с мрежата за ниско напрежение

1. Обосновка

Преди да се изгради соларна електрическа система, специалистите, които проектират и инсталират трябва да симулират системата, използвайки компютърни програми. Специално що се отнася до високата себестойност на електрическа енергия, захранвана в мрежата, клиентът би желал да знае очакваното постъпление и колко ефективни по отношение на цената са различните системи. Със симулационните програми фирмите, които инсталират системите могат също да демонстрират ефективност на такава соларна електрическа система на своите клиенти. По отношение на графичния си интерфейс, известен брой програми са специално предназначени за тази цел. Пресмятанията за проектните енергийни постъпления, икономическата приложимост и намаляването на емисии демонстрират преимуществата на предлаганите системи и добрите условия за закупуване.
В миналото, създателите на PV системи ги проектираха, базирайки се на своя опит. Днес с помощта на компютърните програми, професионалистите могат да изложат концепциите за своите системи бързо и в същото време да направят прецизен анализ на енергийните постъпления. Необходимо условие : Те са вече запознати с компютърните програми, които използват.
Когато се разглеждат различни системни конфигурации, всяка такава може да бъде бързо симулирана с оглед определяне на оптималността от гледна точка на енергетична, икономическа и екологична ефективност. Когато параметрите варират около нормите, ефектът от тези вариации върху работата на системата могат да бъдат пресметнати с използване на подходяща симулационна програма.
Преди симулацията, проектантите трябва да направят предварителна схема и да оценят енергийните постъпления. По този начин слабите проекти на системите могат да бъдат избегнати и симулационните резултати критично оценени.
Изборът на коректни входни данни за всяка системна концепция е решителен фактор за получаване на точни резултати от симулацията. В редица програми, входните данни претърпяват автоматичен тест за правдоподобност. Това спомага за избягване на груби грешки при оразмеряването на системата. Някои програми подпомагат избора на оптимални размери на системата с използване на оптимизационни функции и автоматично сравняване на симулираните режими.
В допълнение към симулационния процес използван в софтуера, програмните възможности и обхвата на приложението им са решаващи фактори. Заедно с типа на системата и системната конфигурация играе важна роля. Тук от основно значение е да се избере най-подходящата програма за дадената система и нейното приложение.

2. Класификация на симулационните програми и приложението им

За да се направи обзор на съществуващата пазарна ситуация, програмите могат да бъдат класифицирани в съответствие с процесите, които те симулират. Процесите определят точността, нивото на усилие, изисквано от потребителя да стартира програмата, гъвкавостта на програмата, нивото на приложимост, машинното време и на последно място цената на програмата. Колкото по-гъвкава е програмата, толкова по-високи са разходите изисквани от потребителя.
Симулационните програми могат да бъдат разпределени в четири категории както следва :

2.1 Средства за оразмеряване

Тази категория включва примерно програмни приложения за производителите на инвертори. Програмите позволяват на потребителя да настрои PV генератора към избран инвертор. Те основават пресмятанията си на предварително дефинирани максимални стойности за работната температура на генератора и резултантния максимум за електрическото напрежение. Използването на подобни програми трябва да елиминира появата на съобщения за сериозни грешки при изцяло свързаните с мрежата за ниско напрежение PV системи. Тези програмни средства, които могат да бъдат доставени свободно от уебсайтовете на водещите производители на инвертори ( например SMA, Fronius, Mastervolt и Siemens ) не са включени в обзорната листа.

2.2 Програми за системна симулация

Симулирането на слънчеви системи или с други думи репродуцирането на PV системи с помощта на компютър изисква добро статистическо и динамично описание на отделните компоненти, необходими за правилното свързване към цялата система. Още повече, детайлното симулиране изисква пресмятане на малки интервали от време. За пресмятане на получената енергия от PV системите е необходим избор на достатъчна стъпка във времето. Междувременно почти всички симулационни програми на пазара са включени в тази група.

2.3 Отворени среди за симулация

Сегашните потребители, които често провеждат симулация на системи, използвайки горепосочените средства бързо стигат до овладяване на възможностите им - главно с PV системи, свързани с мрежата за ниско напрежение, естествено по-малко с хибридни системи. С хибридните системи потребителите често установяват, че предефинираната структура на програмата не им позволява да симулират определен вид системи. Това специално е в сила, когато се свързват многофункционални системи - например връзката между интегрирана в сграда PV система, термични изисквания и използване на дневна светлина. Доколкото програми като InselDi или Modes могат да свържат отделни задачи с многофункционални системи, по-гъвкаво е да се използват отворени среди за програмиране като MATLAB / SIMULINK. С тези програми потребителите могат да реализират почти всичко.

2.4 Бази данни и приложения

Въпреки, че базите данни и приложенията не попадат директно в категорията на софтуера за симулация на системи, някои от тях играят важна роля в детайлните пресмятания. Най-известният пример в тази категория е климатологичната база данни Meteonorm, която представлява важно приложение в областта на данните за слънчево лъчение.

3. Обзор на комерсиалните и некомерсиални симулационни програми

Детайлно описание на най-важните програми за симулация могат да бъдат намерени в анекс "SOL_Market_Survey_Add_C03+A06.pdf".

4. Оразмеряване на PV мощност / инверторна мощност

Възможно е точното оразмеряване на инвертора и PV-генератора да бъде извършено с използване на една от програмите, описани в раздел 3 по-горе. В този раздел са дадени определен брой проучвания и указания за подпомагане на приблизителното оразмеряване на една PV система.
В допълнение към географското разположение, размерът на PV системата е зависим от разполагаемата площ и ориентация, така като и от локалното засенчване на местоположението. Разбира се, размерът на възможните инвестиции играе решаваща роля в оразмеряването.
Максималната мощност ( Wp ) и размерите определят избора на соларния модул. ( В някои случаи предпочитаната технология за производство на клетки и производителят имат също определяща роля ). С използването на по-големи модули, разходите за инсталиране се намаляват, но възможностите за монтаж на модулите върху полезното покривно пространство са ограничени.
Първоначално необходимият брой модули, получен от компютърната симулация се получава като проектната обща мощност на системата се раздели на максималната мощност на избрания тип модул.
Инверторната мощност трябва да съвпада с мощността на модула. Енергийните характеристики на модула ( Wp ) трябва да се отнесат към Стандартните Тестови Условия ( STC ). Поради това, че STC рядко се наблюдават в практиката, инверторната мощност се избира по правило около 10-20% по-ниска от тази на соларния модул.

Инверторна мощност = Върхова мощност на системата ( Wp ) x 0,8 ... 0,9

За точното оразмеряване на инвертора, трябва да се отговори на следните въпроси :

* Трябва ли да се използва един или повече инвертора ?



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Компютърна симулация 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.