Испытательное поле для солнечных батарей на открытом воздухе

Испытательное поле Open Solar Outdoors (OSOTF) — это проект, организованный по принципам открытого исходного кода, представляющий собой полностью подключенную к сети испытательную систему, которая непрерывно отслеживает выходную мощность множества солнечных фотоэлектрических модулей и сопоставляет их производительность с длинным списком высокоточных метеорологических показаний.

История

По мере роста солнечной фотоэлектрической промышленности растет спрос на высококачественные исследования в области проектирования и оптимизации солнечных систем в реалистичных (а иногда и экстремальных) внешних условиях, таких как в Канаде. [1] Чтобы удовлетворить эту потребность, партнерство сформировало Open Solar Outdoors Test Field (OSOTF). OSOTF изначально был разработан в тесном партнерстве между Queen's Applied Sustainability Research Group под руководством Джошуа М. Пирса в Queen's University (теперь в Michigan Tech ) и Sustainable Energy Applied Research Centre (SEARC) в St. Lawrence College под руководством Адегбойеги Бабасолы. Это сотрудничество быстро разрослось и включило в себя нескольких отраслевых партнеров, а OSOTF был перепроектирован для предоставления критически важных данных и исследований для команды.

OSOTF — это полностью подключенная к сети испытательная система, которая непрерывно отслеживает выход более 100 фотоэлектрических модулей и сопоставляет их производительность с длинным списком высокоточных метеорологических показаний. Результатом командной работы стала одна из крупнейших в мире систем для такого подробного уровня анализа, которая может предоставить ценную информацию о фактической производительности фотоэлектрических модулей в реальных условиях. В отличие от многих других проектов, OSOTF организована по принципам открытого исходного кода .

Все данные и анализ после завершения будут предоставлены в свободный доступ всему фотоэлектрическому сообществу и широкой общественности. [2]

Первый проект OSOTF количественно оценивает потери из-за снегопада в солнечной фотоэлектрической системе, обобщает эти потери для любого местоположения с данными о погоде и рекомендует лучшие практики для проектирования системы в снежном климате. [1] [3] Эта работа была выполнена путем создания синтетического дня с использованием эмпирических данных OSOTF. [4] [5] Это применение OSOTF широко освещалось в СМИ. [6]

Партнеры

Создание этой системы стало возможным благодаря Совету по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады, а также вкладу и сотрудничеству следующих организаций:

  • Advanced Solar Investments Ltd.
  • Инструменты АЯ
  • Калама Консалтинг
  • Дюпон Канада
  • eIQ Энергия
  • Хелен Инк.
  • KACO New Energy Inc.
  • Нанопленка
  • Мичиганский технологический университет
  • Лаборатории фотоэлектрических характеристик, Inc.
  • Schueco Канада
  • Силфаб Онтарио
  • Совентикс Канада Инк.
  • Центр прикладных исследований устойчивой энергетики в колледже Св. Лаврентия
  • ООО «Устойчивые энергетические технологии»
  • Группа прикладной устойчивости Королевы
  • Частный Боливийский Университет
  • ООО «Уни-Солар Овоник»

Создание этого испытательного объекта является свидетельством приверженности фотоэлектрической промышленности постоянным инновациям, и исследователи надеются, что он станет ценным инструментом для обеспечения развития устойчивой энергосистемы во всем мире. [7]

Испытательное поле для открытых солнечных панелей

Испытательное поле SEARC Open Solar Outdoors состоит из двух отдельных испытательных стендов, самый большой из которых расположен на крыше нового здания Wind Turbine and Trades в колледже St.Lawrence и вмещает 60 коммерческих фотоэлектрических панелей, которые разделены между восемью углами 5,10, 15, 20, 30, 40, 50 и 60 градусов. Прямая трансляция испытательного поля доступна в открытом доступе в Интернете. Полный доступ к данным доступен здесь.

Второе испытательное поле расположено на плоской крыше колледжа Св. Лоуренса и состоит из двух коммерческих балластных систем с плоской крышей. Видеозапись этого испытательного поля также доступна онлайн

Кроме того, испытательный полигон Queen's Innovation Park был разработан в рамках предварительного исследования влияния снега на производительность фотоэлектрических систем, финансируемого Sustainable Energy Technologies. Он состоит из 16 панелей, установленных под углами от 0 до 70 градусов, по две с шагом 10 градусов. Контролируя выходную мощность панели, приток солнечной энергии, выпадение снега и метеорологические факторы, можно определить потери из-за снегопада для общей системы под различными углами. Кроме того, измерения тепловой панели позволяют лучше понять механизмы схода снега. Был разработан ряд алгоритмов анализа, которые позволяют осуществлять постоянный анализ данных для определения таких факторов, как коэффициент снежного покрова с использованием анализа изображений, коэффициент производительности и предполагаемые потери/прибыль из-за снегопада. Подробное описание датчиков и измерений, использованных в исследовании, можно увидеть ниже.

Технические характеристики

Испытательное поле Open Solar Outdoors спроектировано как современный испытательный полигон для использования вне помещений, что делает этот объект одним из ведущих испытательных стендов для фотоэлектрических систем в Северной Америке. Возможности этого испытательного стенда показаны в следующей таблице.

ИзмерениеУстройствоОписаниеТочность
Солнечное излучение-прямоеПиранометр CMP-22Вторичное стандартное устройство высочайшего качества, калибровка которого напрямую прослеживается до Всемирного радиометрического эталона в Давосе, Швейцария.<1%
Солнечное излучение - РассеянноеПиранометр CMP-22Вторичное стандартное устройство высочайшего качества, калибровка которого напрямую прослеживается до Всемирного радиометрического эталона в Давосе, Швейцария, оснащено регулируемой теневой полосой<1%
Солнечное излучение-АльбедоПиранометр CMP-11Вторичное стандартное устройство, калибровка которого напрямую прослеживается до Всемирного радиометрического эталона в Давосе, Швейцария.<2%
Скорость и направление ветраRM-молодой ветровой мониторИнтегрированный датчик скорости и направления ветра, соответствующий стандарту ВМО.+/- 3 м/с

+/- 3°

Температура/относительная влажностьРотроник ГигроКлипВстроенный датчик температуры/относительной влажности с радиационной защитой.ОВ: +/- 1,5%

Температура: +/- 0,2 С

Глубина снежного покроваУльтразвуковой датчик глубины снега SR50Обеспечивает точные показания снега на земле с помощью калиброванных ультразвуковых импульсов. Может дать общую глубину снега и скорость накопления/осаждения.+/- 0,4%
Система сбора данныхКэмпбелл Сайентифик CR1000Промышленный стандарт для высокоточного мониторинга окружающей среды. Расширен мультиплексорами для приема 106+ точек измерений+/- 0,12%
ФотографииIP-камера StarDot NetCamКамера высокого разрешения, фотографирующая массив с интервалом в 5 минут. Фотографии будут использоваться с настраиваемым программным обеспечением для анализа изображений, чтобы получить: Охваченную площадь, скорость накопления, скорость скольжения.3-мегапиксельный сенсор
Температура панелиСпециальная термопара типа TМониторинг температурных профилей панели с использованием термопарного провода типа T со специальными пределами погрешности. Подключен к твердотельным мультиплексорам со встроенной компенсацией холодного спая.+/- 0,5 С
Мониторинг мощности панелиПользовательские преобразователи с MPPTПанели контролируются с помощью фирменного преобразователя мощности постоянного тока, откалиброванного с помощью приборов, прослеживаемых до NIST. Этот преобразователь измеряет Vmp и Imp с регулярными интервалами сбора данных. Использование устройства MPPT с эффективностью 99,7% гарантирует, что максимальная точка мощности постоянного тока панели в любых реальных условиях известна<1%
Спектральное распределениеСпектрометр Ocean Optics USB4000Высококачественный спектрометр позволяет контролировать спектральные эффекты в диапазоне чувствительности фотоэлектрических систем. Это может быть чрезвычайно полезно при мониторинге практических коэффициентов производительности и при исследовании влияния альбедо на производительность фотоэлектрических систем>99,8 % исправленной линейности, спектральный диапазон 200 нм-1100 нм
  • OSOTF в Appropedia
  • Руководство по проектированию и эксплуатации SEARC OSOTF

Ссылки

  1. ^ ab Солнечные панели для всех сезонов - Canadian Geographic май 2012 г.
  2. ^ Джошуа М. Пирс, Адегбойега Бабасола, Роб Эндрюс, « Оптимизация открытых солнечных фотоэлектрических систем », Труды 16-й ежегодной конференции Национального союза изобретателей и рационализаторов, Open 2012 , стр. 1-7.открытый доступ
  3. ^ Роб Эндрюс и Джошуа М. Пирс, «Прогнозирование энергетических эффектов на фотоэлектрических системах из-за снегопадов» в: 2012 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) . Представлено на 2012 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), стр. 003386–003391. Доступно: DOI open access
  4. ^ Роб Эндрюс, Эндрю Поллард, Джошуа М. Пирс, «Улучшенное параметрическое эмпирическое определение тока короткого замыкания модуля для моделирования и оптимизации солнечных фотоэлектрических систем», Solar Energy 86 , 2240-2254 (2012). DOI, открытый доступ
  5. ^ http://www.appropedia.org/Effects_of_snow_on_photovoltaic_performance Влияние снега на производительность фотоэлектрических систем
  6. ^ Примеры: Construction Canada, Renewable Energy World, Kingston Herald, Reuters, San Francisco Chronicle, Txchnologis Архивировано 03.09.2011 в Wayback Machine , Toronto Star
  7. ^ «Открытое испытательное поле для солнечных батарей на открытом воздухе — Appropedia: вики по устойчивому развитию».
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Испытательное_поле_Open_Solar_Outdoors&oldid=1272796492"