Открытая солнечная испытательная площадка на открытом воздухе

Открытое солнечное испытательное поле на открытом воздухе (OSOTF) — это проект, организованный по принципам открытого исходного кода , который представляет собой полностью подключенную к сети испытательную систему, которая непрерывно контролирует выходную мощность многих солнечных фотоэлектрических модулей и сопоставляет их производительность с длинным списком высокоточных метеорологических данных. чтения.

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) наружных условиях, например, в Канаде. ^[1] Чтобы удовлетворить эту потребность, партнерство сформировало Открытую солнечную испытательную площадку на открытом воздухе (OSOTF). Первоначально OSOTF был разработан в тесном партнерстве между Королевской группой прикладных исследований в области устойчивого развития, возглавляемой Джошуа М. Пирсом в Королевском университете (ныне Мичиганский технологический институт ), и Центром прикладных исследований устойчивой энергетики (SEARC) в колледже Св. Лаврентия, возглавляемым Адегбойегой Бабасолой. .Это сотрудничество быстро расширилось и теперь включает в себя множество отраслевых партнеров, а OSOTF был переработан, чтобы предоставлять критически важные данные и исследования для команды.

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

Все данные и анализ после завершения будут доступны для всего фотоэлектрического сообщества и широкой общественности. ^[2]

Первый проект OSOTF определяет количественные потери солнечной фотоэлектрической системы из-за снегопада, обобщает эти потери на любое место с данными о погоде и рекомендует лучшие практики проектирования систем 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 средствах массовой информации. ^[6]

Партнеры

Эта система стала возможной благодаря Совету естественных наук и инженерных исследований Канады , а также вкладу и сотрудничеству со стороны:

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

Открытое испытательное поле солнечной энергии на открытом воздухе

Испытательный полигон SEARC состоит из двух отдельных испытательных стендов, самый большой из Open Solar Outdoors которых расположен на крыше нового здания Wind Turbine and Trades в колледже Св. Лаврентия и имеет место для 60 коммерческих фотоэлектрических панелей, которые разделены между восемь углов 5,10,15,20,30,40,50 и 60 градусов. Живое видео с испытательного поля открыто доступно в Интернете . Полный доступ к данным доступен здесь .

Второе испытательное поле расположено на плоской крыше колледжа Св. Лаврентия и состоит из двух коммерческих систем с балластом плоской крыши. Живое видео этого испытательного поля также доступно в Интернете.

Кроме того, испытательный полигон Королевского инновационного парка был разработан в рамках предварительного исследования воздействия снега на фотоэлектрические характеристики, финансируемого компанией Sustainable Energy Technologies . Он состоит из 16 панелей, установленных под углами от 0 до 70 градусов, по две с шагом 10 градусов. Путем мониторинга выходной мощности панели, солнечного притока, снегопада и метеорологических факторов можно определить потери из-за снегопада для общей системы под различными углами. Кроме того, измерения термопанелей позволяют лучше понять механизмы выпадения 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 расчетные потери/прибыли из-за снегопада. Подробное описание датчиков и измерений, использованных в исследовании, можно увидеть ниже.

Технические характеристики

Открытый испытательный полигон солнечной энергии на открытом воздухе спроектирован как современный испытательный полигон на открытом воздухе, что делает эту площадку одним из лучших испытательных полигонов фотоэлектрических систем в Северной Америке. Возможности этого испытательного стенда показаны в следующей таблице.

Измерение	Устройство	Описание	Точность
Солнечное излучение-прямое	Пиранометр CMP-22	Устройство вторичного стандарта высочайшего качества, калибровка которого напрямую прослеживается во Всемирном радиометрическом эталоне в Давосе, Швейцария.	<1%
Солнечное излучение-диффузное	Пиранометр CMP-22	Устройство вторичного эталона высочайшего качества, калибровка которого напрямую прослеживается по Всемирному радиометрическому эталону в Давосе, Швейцария, оснащенная регулируемой теневой полосой.	<1%
Солнечное излучение-Альбедо	Пиранометр CMP-11	Устройство вторичного эталона, калибровка которого напрямую прослеживается во Всемирном радиометрическом эталоне в Давосе, Швейцария.	<2%
Скорость и направление ветра	РМ-молодой монитор ветра	Стандартный встроенный датчик скорости и направления ветра ВМО.	+/- 3 м/с +/- 3 °
Температура/относительная влажность	Ротроник ГигроКлип	Встроенный датчик температуры/относительной влажности с радиационной защитой.	Относительная влажность: +/- 1,5% Температура: +/- 0,2 С
Глубина снега	Ультразвуковой датчик глубины снега SR50	Обеспечивает точные показания уровня снега на земле с помощью калиброванных ультразвуковых импульсов. Может дать общую высоту снега и скорость его накопления/оседания.	+/- 0.4%
Система сбора данных	Кэмпбелл Сайентифик CR1000	Отраслевой стандарт высокоточного мониторинга окружающей среды. Расширен мультиплексорами для измерения более 106 точек.	+/- 0.12%
Фотографии	IP-камера StarDot NetCam	Камера высокого разрешения, фотографирующая массив с интервалом в 5 минут. Фотографии будут использоваться с настроенным программным обеспечением для анализа изображений, чтобы определить: площадь покрытия, скорость накопления, скорость скольжения.	3-мегапиксельный сенсор
Температура панели	Изготовленная на заказ термопара Т-типа	Мониторинг профилей температуры панели с помощью термопарного провода Т-типа со специальными пределами погрешности. Подключается к твердотельным мультиплексорам со встроенной компенсацией холодного спая.	+/- 0,5 С
Панель мониторинга мощности	Пользовательские преобразователи с MPPT	Панели контролируются с помощью запатентованного преобразователя мощности постоянного тока, откалиброванного с использованием приборов, соответствующих требованиям NIST. Этот датчик измеряет Vmp и Imp через регулярные интервалы сбора данных. Использование устройства MPPT с эффективностью 99,7% гарантирует, что точка максимальной мощности постоянного тока панели известна в любых реальных условиях.	<1%
Спектральное распределение	Спектрометр Ocean Optics USB4000	Высококачественный спектрометр позволяет отслеживать спектральные эффекты в диапазоне чувствительности фотоэлектрических модулей. Это может быть чрезвычайно полезно при мониторинге практических коэффициентов производительности и при исследовании влияния альбедо на производительность фотоэлектрических систем.	>99,8 % скорректированная линейность, спектральный диапазон 200–1100 нм

Внешние ссылки

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Солнечные панели для всех сезонов – Canadian Geographic, май 2012 г.
^ Джошуа М. Пирс, Адегбойега Бабасола, Роб Эндрюс, « Оптимизация открытых солнечных фотоэлектрических систем », Материалы 16-й ежегодной Национальной студенческой конференции альянса изобретателей и новаторов, Open 2012 , стр. 1-7. открытый доступ
^ Роб Эндрюс и Джошуа М. Пирс, « Прогнозирование энергетических эффектов на фотоэлектрические системы из-за снегопадов». ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}» в: 38-я конференция специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE (PVSC) , 2012 г. Представлено на 38-й конференции специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE (PVSC) в 2012 г., стр. 003386 –003391. Доступно: DOI в открытом доступе
^ 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
^ http://www.apppropedia.org/Effects_of_snow_on_photovoltaic_performance Влияние снега на фотоэлектрические характеристики
^ Примеры: Construction Canada , Renewable Energy World , Kingston Herald , Reuters , San Francisco Chronicle , Txchnologis. Архивировано 3 сентября 2011 г. в Wayback Machine , Toronto Star.
^ «Открытый испытательный полигон солнечной энергии на открытом воздухе — Approppedia: Wiki по устойчивому развитию» .

[cangeo-1] Перейти обратно: ^а ^б Солнечные панели для всех сезонов – Canadian Geographic, май 2012 г.

[2] Джошуа М. Пирс, Адегбойега Бабасола, Роб Эндрюс, « Оптимизация открытых солнечных фотоэлектрических систем », Материалы 16-й ежегодной Национальной студенческой конференции альянса изобретателей и новаторов, Open 2012 , стр. 1-7. открытый доступ

[3] Роб Эндрюс и Джошуа М. Пирс, « Прогнозирование энергетических эффектов на фотоэлектрические системы из-за снегопадов». ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}» в: 38-я конференция специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE (PVSC) , 2012 г. Представлено на 38-й конференции специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE (PVSC) в 2012 г., стр. 003386 –003391. Доступно: DOI в открытом доступе

[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] ttp://www.apppropedia.org/Effects_of_snow_on_photovoltaic_performance Влияние снега на фотоэлектрические характеристики

[6] Примеры: Construction Canada , Renewable Energy World , Kingston Herald , Reuters , San Francisco Chronicle , Txchnologis. Архивировано 3 сентября 2011 г. в Wayback Machine , Toronto Star.

[7] «Открытый испытательный полигон солнечной энергии на открытом воздухе — Approppedia: Wiki по устойчивому развитию» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]