一种用于太阳能电池板预报

周五,15/06/2018 - 14:11


连同其EnergyVille伙伴,IMEC开发了一个仿真模型,旨在使能源网更加稳定。这也使得能源销售更有利可图和一般PV研究人员的工作更加容易。汉斯Goverde,光伏模块技术研究员IMEC和EnergyVille,告诉我们如何可以做到这一点。以及如何,其结果是,太阳能发电现在不再能源的“不可预测的”源。

作者
汉斯Goverde接受了他的硕士学位在应用物理学技术的埃因霍温大学,荷兰,2012年他的硕士论文项目的标题是“表征和氧化铝膜作为p型直拉单晶硅钝化层的优化”。与IMEC光伏组协作从鲁汶大学:在2016年,他获得了他的博士学位(增加和的晶体硅光电模块理解能量产出标题)。亚慱体育平台app目前,他正在为在IMEC同组的研究员。

一个非常实用的模型

那是在去年的五月是IMEC宣布,它已经开发了一个模拟模型。这款机型采用的天气情况预测多少能源的太阳能电池板将“实际上”产品。通常,太阳能电池具有以%表示,一个特定的转换效率。这个比例在标准条件下测得的实验室。但是,当该太阳能电池模块或面板中使用 - 无论是安装在屋顶或作为太阳能场的一部分 - 它在各种天气条件下运行,该单元的实际产率有时是很不同。对于太阳能发电场,能源供应商,开发者和投资者等的管理人员,重要的是知道多少功率的太阳能电池板,安装在特定位置时,会产生一个年度基础上。对他们来说,最重要的参数是不面板的转换效率,但它产生每千瓦时的欧元。而这恰恰是仿真模型可以帮助他们。下面,我们设置了一些针对该仿真模型可以是有价值的应用程序:

负载管理。为了能够保证能源网络的稳定性,这是重要的供给和需求在任何时候都保持平衡。如太阳能 - - 被包括在网络中时,可再生能源形式这可能是困难的。这是因为它们产生的量是非常依赖于天气。使用IMEC新的仿真模型,可以预测多少太阳能连接会产生 - 一直到准确的15分钟的窗口。在短期内,该模型可以以这种方式被用于(微)网格,如岛屿,大型制造设施,住宅小区 - 等等。

谈判的能源价格。能源是国家之间的交易。要为强度尽可能大的地位谈判,重要的是要知道你的国家会到底有多少能量产生在一段特定的时期。太阳能你要生产的实际量可以准确地使用模拟模型进行计算。其结果是,太阳能被在能量的供给变得越来越少一个“不可预知的”因子。

技术调整太阳能电池。仿真模型还能够计算出具体的变化是太阳能电池多少会做出“现实”产生。想象一下,例如,您要在单元格中使用不同类型的材料,或者要更换膜的玻璃盖等的模型计算多少改变的细胞会根据天气的太阳能电池农场生产典型的所在区域的条件。这使得光伏研究人员和太阳能电池制造商优化太阳能电池,组件和面板时做出正确的选择。他们能做到这一点,而不必实际产生的细胞,从而节省时间和金钱有很大关系。

安装太阳能电池板。在如比利时国家,太阳能电池板通常位于以36的角度°,以实现正确的光水平。但是,如果你将它放置在30℃?如果你这样做,你可能有少曝光,但你也可以实现多由风冷却 - 因此更好地使太阳能电池板的功能。这可能意味着它可能在30产生更多的能量比度在36℃。优化方案如该是足够直接与新的仿真模型。

是什么让这个模式如此独特?

IMEC的新的仿真模型是,它需要的光学,热学和电学参数考虑全面。它还着眼于如何将这些参数彼此交互。例如:如果更多的光击中所述小区(光学参数),这样的单元如何加热(热参数),并且还对细胞(电参数)内生产的电荷载流子的对的效果。这意味着有大量的场景中,参数的这种互动能产生最终的结果。

由于它的整体方法的结果,新的仿真模型能够提供更准确的预测比其他现有车型。这个模型还考虑了云风的其实是另一个重要的加点,其他车型所没有的。

And when you realize that just one cell placed in the shadow produces as much as 80% less energy, then it is also logical that cloud cover should be taken into account in the calculations – even if cloud cover is not a ‘shadow’ as such.

比其它车型更好

新的仿真模型,一年后首次宣布,它已经在“奥尔登堡研究的验证。这是在奥登堡大学进行的一项研究,其中特定类型的太阳能电池板进行测定,并用精密在9个月的时间记录下来。所有的天气参数(温度,风,云量,等等)被输入到模型中,并将结果与​​从面板中测量的能量生产进行了比较。结果表明,新的模型分数比现有机型更好,尤其是2.8%的准确率根均方误差(RMSE)预测日常生产。其他型号只有3.5%RMSE较低的准确率。

三实际情况

正如我们已经说过,仿真模型也可以用来测试多少小组提出了具体的修改可能会产生。这意味着,因为它只是一个模拟,小区实际上并没有被制造。为了说明这一点,3例被开发,具有使用光学,热和电参数的调整。这是证明整体概念的重要性。

  1. 通过UV光让。通常,太阳能电池具有覆盖膜不允许UV光穿透,因为这会在电池的背面损坏膜。但是,如果将UV光在顶部允许通过反正会怎么样呢?基于标准的模型和测量,使这一变化将产生1.8%的输出增长(标准实验室条件下)。但IMEC仿真模型表明,在现实生活中,这种修改只会产生更多的1%的能源。该模型还能够找出为什么能源的实际生产较低。综上所述:在细胞(UV光)的额外的光线产生的热量,这是不利的用于生产能量。
  2. 在由玻璃背面更换膜。传统太阳能模块覆盖有玻璃的顶部,并通过在底部的“底片”。然而,目前对玻璃/玻璃模块的趋势。仿真模型已经被用来计算在能源生产中的差异是两种类型之间有什么。不同的玻璃厚度和底片的颜色也被测试。综上所述:使用玻璃在后面不提供一个重大的好处 - 当然不是在年度基础上。然而,使用白色底片代替一个黑色的产生在超过6%的能量产生的增加,因为光子也由白色底片偏转,从而将其返回到细胞。
  3. 比较电池技术。热量对太阳能电池产生电能的能力有负面影响:增加的2温度℃,通常会导致在能量产生减少1%。但是,并非所有类型的太阳能电池对热敏感程度。所以,想象一下你有从所有成本相同的各种不同的太阳能电池类型的选择:你会选择哪一个?仿真模型,您可以计算出不同类型的太阳能电池技术是如何对温度敏感的。该模型被用于由IMEC开发的测试不同的单元,在这种情况下充分BSF,PERC,混合SHJ,正PERT(S),正PERT(a)和SHJ细胞。综上所述:所述SHJ细胞在真实条件温度稳定性方面得分最好(使用了奥登堡天气测量,以及协同科威特大学获得的数据集)。

一起工作是非常重要的

由于模型,如这点,变得在实际中使用可变能源是可行的,如在日常生活中的太阳能。话虽如此,它仍然是一个非常复杂的问题,因为有在能源市场上许多不同的球员。也有到位复杂的监管机制,在不同国家的国家,从大陆到大陆。

这就是为什么合作是必不可少的。IMEC工作在能源市场上的各种供应商,这是在使用的工具很感兴趣,像这样的仿真模型。在第一实例中它可以用来产生更好的太阳能电池和组件,以及对修改这些项都安装并定位的方式。该模型还可以用来制作微型电网更稳定,而从长远来看它可以应用于整个电力网络。

因为合作是非常重要的,比如EnergyVille研究计划便应运而生,其中来自各种不同领域的专家能够一起工作。例如,来自鲁汶大学测试集式将用于仿真模型的进一步验证。IMEC有很大的信心,EnergyVille合作将有助于实现绿色解决方案更快,这将使每个人都在他们的一天到一天的生活。

EnergyVille 2开幕

在EnergyVille协作,办公室和实验室空间的框架正在为雷神公园,这是在Waterschei,比利时前矿区的一部分建造。该倡议汇集了来自鲁汶大学,VITO,IMEC和UHasselt进行科研工作纳入可持续能源和智能能源系统的研究。

The second ‘EnergyVille’ building will be opened officially on 31 May 2018. Some 100 researchers from imec and UHasselt will be working at the new facility to develop modules and panels based on thin-film solar cells, as well as a new type of solid-state battery for applications such as electric cars.