Расчет поступления солнечной радиации для Московской области и других регионов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Посмотрите, на всякий случай, настройки времени по всем массивам панелей.
Вдруг, я из-за отставания часов на 10 минут, сделаю какие-нибудь глобальные выводы о том, при каких уровнях радиации панели начинают выдавать энергию

 

Не выдержал до завтра, исправил сегодня . Так и есть, на час установка времени была установлена не правильно. Ну вроде по другим установкам замечаний ещё не было. Но проверю . Спасибо.
Завтра обещают солнечный день, если такое будет, данные нужны?

 

1. Конечно, нужны.
2. Посмотрите, кроме рассвета, еще на закат, чтобы после заката никто ничего не генерировал

 

Посмотрим, что пока получается с данными @close, по его солнечным панелям.
Как я писал здесь https://www.forumhouse.ru/posts/23541495/, у меня есть «довесок» к калькулятору, который строит модель освещенности «при ясном небе» по имеющимся в справочниках данным. Я пока не придумал, как комбинировать данные «при средней облачности» с нескольких станций (с разной продолжительностью дня и разным характером облачности), поэтому этот «недоделанный» вариант так и не выложен.
Что я сделал:
- ввел данные из справочника для Риги;
- отвязал расчет от триангуляции и привязал к единственной станции (Рига) и координатам в Резекне;
- переделал расчеты с 6-минутного шага на 5-минутный, чтобы соответствовать данным по СП.
У меня получилось, что световой день в Резекне 22 марта был 6:09-18:25 местного времени (полдень 12:17 местного). Полдень считается достаточно точно, восход и рассвет могут отклоняться на пару минут.
Соответственно, я переинтерполировал данные с солнечного на местное время (со сдвигом 3.5 шага по 5 минут).
Начнем с массивов 1.5 кВт и 4 кВт. Для начала, я проверил сдвиг по времени между теоретической освещенностью и реальными данными. Максимальная корреляция получается при сдвиге данных 1.5 кВт на 5 минут, а 4 кВт – на 10 минут. Может, время в контроллере выставлено немного неточно, может, азимут у панелей не 225 градусов, а на 2-3 градуса побольше, может, еще какие-то причины.
Я подобрал два линейных преобразования теоретической освещенности в реальные данные. Первое – наилучшее линейное приближение для данных за весь день. На графиках, оно показано сплошной красной линией. При таком подборе, отклонения при низком уровне освещенности имеют такой же «вес», как и при высоких уровнях, и колебания показаний ранним утром и поздним вечером могут сдвинуть всю кривую. Поэтому, я нашел и другое преобразование – наилучшее приближение в интервале 9:00-17:00. Оно лучше приближает центральную, самую значимую часть данных, и не учитывает утро и вечер. Оно показано на графиках пунктиром – с 9 до 17 часов малиновым, остальное время – серым.
Итак, графики для установки 1.5 кВт:

Кроме исходных данных и двух линейных приближений, на правой оси дан график «Условного КПД». Почему «условного»: при анализе многолетней статистики по нескольким станциям, получалось, что в «удачный» день суммарная радиация на горизонтальной плоскости может быть процентов на 7 выше, чем указано в справочниках «для ясного неба». https://www.forumhouse.ru/posts/22948453/
Это соответствует, ориентировочно, увеличению прямой радиации процентов на 10, а суммарной радиации на панели с ориентацией 225-15 – процентов на 8. Я считаю по справочным данным, а реальный день мог быть достаточно удачным, и радиация была выше, чем в справочнике, а реальный КПД – соответственно, ниже. Моментальный максимум условного КПД – примерно 17.7%, если сгладить флуктуации – примерно 17.5%. За весь день, суммарный условный КПД составил 16.77%.
График для установки 4 кВт:

Точно такой же набор данных. Моментальный максимум условного КПД – примерно 17.3%. За весь день, суммарный условный КПД составил 16.57%. Может быть, панели в установке 4 кВт постарше?

Что еще хотел бы отметить:
1. Есть ощущение, что существует минимальный уровень освещенности, только после которого начинается генерация. Но он небольшой, порядка 25-30 Вт/м2.
2. Похоже, что рассеянное излучение дает свой вклад в генерацию – панели «включаются» раньше, чем на них попадает прямое излучение. Возможно, КПД на рассеянном излучении ниже.
3. Кривая, построенная на данных 9-17 часов, до 9 и после 17 лежит выше исходных данных (серый пунктир). В этих интервалах, СП работают при освещенности заметно ниже номинальной, к тому же, велика доля рассеянного излучения. При наличии достаточного объема данных, с панелей заметно разных ориентаций, можно было бы попытаться оценить вклад этих факторов в падение КПД.
4. Данные для установки 3.4 кВт мне непонятны. Что-то здесь не так.
5. Похоже, моя модель освещения при ясном небе, работает достаточно адекватно.

 

Меня Ваши расчёты впечатляют, огромное спасибо.
Может потому что у этой установки два поля СП с разными углами по горизонту и направление по азимуту? Происходит накладка данных. Это лишь моё предположение. Это самая эффективная установка по статистике.

Добавлю. Почему и сожалею что не могу снять данные с установки 3 кВт, угол 70 градусов. Там одно поле СП. Может стоит графику этой установки наложить на графику 1,5 кВт и снять примерные дынные. Ведь по данным в Exel строятся графики, или ошибаюсь? Правда это время займёт больше.

 

То есть, Вы можете объяснить, что это за "броски" мощности?

А если убрать "броски", откуда взялся максимум в районе 13:40-13:45?

Попробуйте вычесть из этого графика 65% от сборки на 1.5кВт, или 25% от сборки 4 кВт (то есть, убрать вклад второго массива панелей). Это похоже на панель 180-70, симметричную относительно полудня? Для меня, не похоже.
Да, а "эффективность" Вы по данным контроллера считаете, или есть дополнительные способы проверки вклада отдельных панелей?

 

Пока объяснить не могу, буду наблюдать.
Эффективность СП сужу по выработке ЭЭ СИ (сетевым инвертором). Других способов пока не знаю.
Сегодня не был очень ясный солнечный день, график прилагаю. Была облачность, ветрено и прохладно.

Ещё добавлю. Нашёл из архива данных.

 

1. Перепроверьте, еще раз, описание массивов https://www.forumhouse.ru/posts/23608468/
Например, панель 225-45, имеет максимум в 13:42
2. Будет ожидаться солнечный день - пожертвуйте 1 кВт установленной мощности, попробуйте записать только основную часть сборки 3.4 кВт (которая 2.4 кВт. 8х300 Юг-70).

P. S.

У меня такого контроллера нет Освещенность в районе 850 Вт/м2, до перегрузок вроде бы еще далеко.

 

Хорошо, проверю описание.
Нет проблем с отключением 1 кВт, особого труда нет, вот дождаться бы этого солнечного дня, вот прошлый год был богат на солнечные дни.
Похоже начинаю понимать откуда "рожки" энергии появляются.
Думаю что Вы сами это поймёте при наличии дополнительных данных.

Добавлю. Была ситуация зимой с "рогами", там было всё проще объяснить, писал в другой ветке, здесь немного всё по другому, но думаю что вместе разберёмся.

 

@SergeChe - Вы меня убедили в мягко говоря моей не очень умной затеи с установкой СП направлением на север.
У меня появилась очередная задумка, предварительно определился с местом установки СП. Для эксперимента есть желание установить СП мощностью примерно 1 кВт. Строго на Юг. Только с углом хочется определиться, мог бы посчитать сам, но надеюсь на Вашу помощь, какой самый оптимальный угол к горизонту для нашего региона? Буду благодарен за совет.

Дополню. Многие уже знают оптимальный угол установки СП, для меня этот вопрос до сих пор открыт, иметь одну установку с одним оптимальным углом или две установки с разными углами объединёнными в одну установку.

 

Вы не написали самого важного - оптимальный для какого периода? Весь год, лето, зима, "с 8 октября по 19 апреля" - везде оптимальный угол будет разный.

Что касается одной или двух панелей. Если мы зададимся определенным периодом, оптимальная ориентация (в смысле максимума генерации за период) будет одна. Чтобы получить максимум энергии за период, нужно все панели ставить в оптимальную ориентацию.
Однако, вокруг максимума будет довольно большая зона, в которой выработка энергии будет отличаться незначительно, на доли или единицы процентов. Мы можем поставить две панели в разные положения, недалеко от максимума, немного потерять в генерации, но решить при этом другие задачи.
Например, мы можем поставить две панели - одну западнее оптимального положения, другую восточнее. Потеряв немного в суммарной генерации, мы "растянем", например на час, время работы панелей, и сделаем генерацию внутри дня более равномерной. Точно также, теряя в сумме, мы можем попробовать сделать генерацию более равномерной по году.
Вообще, мне нравится идея поворотной рамы для панелей на несколько углов наклона. Зимний наклон, летний, и, возможно, промежуточный.

 

Проверяю незамыленным взглядом. Даже навскидку видно что красная линия на рисунке не дотягивает совсем немного до точного юго-запада (180+45=225°). То есть вариант >225 не проходит. Если точнее
то 219,1°.

По общему виду графиков с итогами, названия Панель 1/2/3/4/5/6 лучше перевести в такие названия, чтобы вместо безликих цифр были информативные цифры, например показывающие угол наклона или принадлежность панели к определенному полю панелей.
На графиках должно быть присутствие единиц измерения, иначе не всегда понятно о чем идет речь интенсивность (Вт/м2) или мощность (Вт). С площадями разных полей тоже желательно приводить цифры, из них вытекают условные КПД. А тут есть различные тонкости, например размер панелей 200х99 см, площадь по габаритам одна, реальная площадь ячеек на которые попадает свет другая (~80-85% от габаритной, для разных панелей разная).

 

@kivik71, Поскольку я примерно подозреваю, какие проблемы могут возникать при переводе снимков в прямоугольные координаты, я взял координаты точек на линии (край крыши сарая внизу слева). В этих точках, разница с панелью на крыше по широте в 1,45-1,47 раз меньше, чем разница по долготе. Например, вектор -0.000938, - 0.001372 (широта и долгота). Осталось посчитать, какое соотношение должно быть на широте 56.5

Да, примерно 219 градусов

 

Я как то не задумывался о том что нужна такая точность ориентации, просто сравнил свое реальное местоположение с спутниковыми снимками и солнцем, вроде все сходилось.
Но хорошо, интересует тогда точный азимут по Вашим предположениям и надо как то решить с методикой проверки такого азимута, может действительно это и важно.

 

@kivik71, Я же написал, азимут примерно 219 градусов, в трех точках у меня получилось 218,65 - 219.05.
А бог его знает, как это проверять. Планшет, после каждой перекалибровки датчиков, показывает чуть-чуть другую цифру. Лезть на крышу с транспортиром, искать заметный ориентир "3 градуса левее вышки сотовой связи"? Потом искать координаты ориентира, учитывать соотношение широты и долготы на данной параллели (как я сейчас сделал) и находить азимут? В прошлый раз, я забыл сделать эту поправку.

Или сделать где-то во дворе пометку "положение солнца в истинный полдень", то есть юг, а потом отмерять транспортиром?