Modellazione dell’ombra per impianti fotovoltaici su scala industriale: ce ne parla Nextracker attraverso alcune domande del webinar PV Tech.
Perché così tanti impianti fotovoltaici su scala industriale sono cronicamente sottoperformanti? Una delle ragioni principali è la mancanza di una profonda comprensione dei veri impatti dell’ombreggiamento intra-array, specialmente su siti con terreno inclinato e irregolare.
Centinaia di megawatt-ora di generazione di energia persa e decine di migliaia di dollari di potenziale guadagno sono lasciati sul tavolo ogni giorno perché le perdite di ombra non sono ben quantificate nelle stime di rendimento, portando a un divario tra la produzione di energia prevista e quella effettiva. Per minimizzare l’impatto dell’ombreggiamento degli array, sono necessarie una migliore modellazione e tecnologie di mitigazione.
Nextracker e DNV hanno recentemente collaborato a un webinar PV Tech dedicato alla questione della modellazione dell’ombra. Si è parlato delle cause alla base della perdita d’ombra, dello stato di avanzamento della modellazione dell’ombra nell’industria solare e della portata del problema della perdita d’ombra. In particolare, si è discusso circa l’evoluzione delle migliori pratiche di modellazione dell’ombra attraverso esempi di soluzioni di mitigazione come il software di ottimizzazione del rendimento TrueCapture di Nextracker che può aiutare a recuperare gran parte delle perdite di energia indotte dall’ombra.
SolarFarmer
È stata, inoltre, presentata una panoramica dell’approccio della società di ingegneria indipendente alla modellazione del terreno dell’inseguitore, compreso il software di modellazione energetica SolarFarmer che è incorporato nelle sue valutazioni energetiche indipendenti. C’è stata, infine, una discussione con domande e risposte, eccone alcune.
Come differiscono le perdite d’ombra del terreno per i moduli fotovoltaici bifacciali, e la modellazione del terreno funziona in PVsyst per i moduli bifacciali?
Per quanto riguarda la modellazione in PVsyst, le pendenze nord-sud non possono essere prese in considerazione per i moduli monofacciali o bifacciali in questo momento. Inoltre, con le diverse pendenze est-ovest/altezze delle file considerate, PVsyst considera gli effetti di ombreggiamento diffuso sia sul fronte sia sul retro di un sistema tracker all’interno del campo 3D.
Qual è il processo per stimare i guadagni TrueCapture da fila a fila e diffusi utilizzando strumenti come PVsyst?
È stata pubblicata una guida passo dopo passo per la modellazione della perdita d’ombra del terreno in PVsyst per i clienti e i partner IE. È possibile inviare una richiesta via e-mail a marketing@nextracker.com.
Alcune aziende di inseguitori mitigano le perdite di terreno durante il processo di messa in servizio regolando i parametri dell’inseguitore. Qual è l’opinione di Nextracker su questo approccio?
Regolare manualmente i parametri dell’inseguitore durante la messa in funzione per evitare l’ombra può mitigare le perdite di ombra in alcuni casi specifici, ma di solito si traduce in una resa annuale ridotta. Cambiare i parametri del tracker potrebbe ridurre la perdita di ombra durante una stagione particolare, ma le impostazioni dovrebbero essere cambiate nel corso dell’anno per tenere conto delle differenze stagionali.
Il punto di vista di Nextracker è che la regolazione del rapporto di copertura del suolo (GCR) non è un approccio robusto e facilmente verificabile che introduce un rischio significativo di riduzione delle prestazioni a lungo termine. La configurazione manuale in corso e il lavoro di verifica possono essere completamente evitati e ottimizzati applicando il software di controllo e ottimizzazione TrueCapture, con l’aggiunta di guadagni ottimizzati per la luce diffusa e algoritmi specializzati da fila a fila che possono essere ottimizzati sia per i moduli full-cell sia half-cell.
Quanto è bancabile TrueCapture? L’aumento del rendimento per un particolare sito può essere incorporato nel contratto di acquisto di energia (PPA), o Nextracker offre una garanzia dell’aumento?
Tutte le principali società di ingegneria indipendenti (IE) (DNV, Black & Veatch, Leidos, ICF, Luminate, RINA e altre) possono fornire la stima del guadagno TrueCapture come parte della due diligence sui modelli energetici per gli sviluppatori. I guadagni specifici del sito stimati e citati da Nextracker insieme all’analisi (IE) forniscono incrementi di rendimento bancabili supportati da misurazioni e verifiche sul campo. Questa bancabilità TrueCapture si traduce nella possibilità per il cliente di richiedere l’ITC per l’acquisto.
Come affrontiamo la modellazione della perdita d’ombra con pendenze sull’asse nord-sud e inseguitori che possono seguire le caratteristiche del terreno?
PVsyst supporta solo una pendenza media dell’asse nord-sud. Suggeriamo di assegnare una pendenza mediana durante la modellazione per rappresentare gli effetti nord-sud in aggregato. Nextracker Il – lavoro recentemente pubblicato e presentato al EU PVSEC 2021 – mostra gli effetti delle pendenze medie nord-sud combinate con geometrie del terreno convesse, concave e ondulate.
Le tolleranze di costruzione sono tenute in conto tipicamente limitando gli angoli di arretramento? Come si può stimare la perdita d’ombra dovuta alle variazioni di costruzione nella modellazione?
Dal punto di vista del prodotto TrueCapture, le tolleranze di costruzione vengono prese in considerazione utilizzando i propri metodi di distribuzione proprietari. Queste altezze as-built vengono quindi utilizzate come input primario per la distribuzione dell’algoritmo personalizzato fila per fila di TrueCapture che determina gli angoli di backtracking ottimali. Dal punto di vista della modellazione, potremmo creare degli strati di contorno basati sulle altezze as-built per creare strati di contorno che possono essere utilizzati per creare scene d’ombra per PVsyst.
Fino a che punto è più conveniente adattarsi al terreno (vale a dire accettare l’ombra e mitigarla con TrueCapture) rispetto al taglio e al riempimento per ridurre le perdite di ombra dovute al terreno?
L’ottimizzazione del design del sito per quanto riguarda la classificazione del terreno, il taglio e il riempimento, i sistemi di inseguimento del terreno e la perdita di ombra e la mitigazione con algoritmi software è un problema molto complesso e altamente specifico del sito e della posizione.
Come si confrontano i risultati della modellazione della perdita d’ombra del terreno con gli effettivi dati operativi misurati sul campo?
Nextracker ha visto una buona correlazione dei risultati di perdita di ombreggiamento del terreno basati su PVsyst per i moduli a celle divise con il modello interno basato sul raytracing per le stime TrueCapture che è convalidato sul campo dai dati di test di tipo A/B TrueCapture a lungo termine e dalla convalida. Ci si aspetta che per i moduli a celle piene PVsyst possa tendere a sovrastimare le perdite a causa del suo modello semplicistico per la perdita di ombra, che ignora ampiamente gli effetti non lineari di ombreggiamento parziale sugli array.
Cosa è meglio, l’architettura 1P o 2P tracker, quando si considerano le perdite di ombreggiamento e la capacità di mitigarle su terreni complessi?
È vero che i sistemi 2P, a causa del minor numero di pilastri per unità di superficie dell’inseguitore e delle file più corte, hanno alcuni vantaggi su terreni limitati e suoli complessi. Ma i sistemi 1P, con file più lunghe ma più flessibili, hanno più potenziale per ottenere un significativo adattamento al terreno nella pratica. La risposta per 1P vs. 2P richiede una visione olistica di tutte le condizioni e i costi specifici del sito del cliente, e le specifiche di un progetto in base alla geografia.