ابزار
ماشینحساب نسبت عملکرد
نسبت عملکرد نیروگاه خورشیدی خود را با سه داده محاسبه کنید: انرژی تولیدشده، توان نصبشده و تابش در صفحهٔ پنلها.
مفهوم
نسبت عملکرد (PR)
نسبت عملکرد (PR) حاصل تقسیم انرژی‌ای است که یک نیروگاه خورشیدی تحویل داده بر انرژی‌ای که اگر کل تابش دریافتی را با توان اسمی‌اش تبدیل می‌کرد، تحویل می‌داد. بر حسب درصد بیان می‌شود و همهٔ تلفات نیروگاه را خلاصه می‌کند: دما، آلودگی سطح، سایه، کابل‌ها، اینورترها و خرابی‌ها. شاخصی است که نیروگاه‌های مکان‌های مختلف با آن مقایسه می‌شوند.
به زودی
- PR = بازدهٔ ویژه ÷ ساعت‌های خورشید اوج، طبق استاندارد IEC 61724-1.
- به میزان آفتاب بستگی ندارد؛ به همین دلیل برای مقایسهٔ نیروگاه‌ها در Arica و Puerto Montt به کار می‌رود.
- در Santiago، یک مطالعهٔ Fraunhofer نزدیک به 75 % را با آلودگی شهری اندازهگیری کرد.
- با فصل تغییر می‌کند: برای ضمانت‌ها از یک سال کامل یا PR تصحیح‌شده با اقلیم استفاده می‌شود.
فرمول
استاندارد IEC 61724-1، نسبت عملکرد را حاصل تقسیم دو بازده تعریف می‌کند:
PR = Yf ÷ Yr
Yf، بازدهٔ نهایی: انرژی تحویلی در جریان متناوب تقسیم بر توان نصبشده در پنلها (kWh/kWp).
Yr، بازدهٔ مرجع: تابش دریافتی در صفحهٔ پنلها تقسیم بر تابش مرجع، 1 kW/m². معادل ساعت‌های خورشید اوج است.
PR برابر 80 % یعنی از هر 100 kWh که نیروگاه در شرایط ایده‌آل با خورشیدی که دریافت کرده می‌توانست تولید کند، 80 تحویل داده است.
یک نمونهٔ شیلیایی
Fraunhofer Chile و Universidad Católica در سال‌های 2014 و 2015 سه آرایهٔ فتوولتائیک را در Santiago اندازهگیری کردند. با داده‌های منتشرشده‌شان می‌توان PR تصحیح‌نشدهٔ سال 2014 را محاسبه کرد:
| فناوری | بازده (kWh/kWp) | تابش در صفحه (kWh/m²) | PR |
|---|---|---|---|
| مونوکریستالین | 1.459 | 1.981,3 | 73,6 % |
| پلی‌کریستالین | 1.419 | 1.981,3 | 71,6 % |
| لایهٔ نازک | 1.248 | 1.981,3 | 63,0 % |
این مطالعه همچنین PR تصحیح‌شده با اقلیم نزدیک به 75 % را برای سه فناوری گزارش میدهد. آرایه‌ها در معرض آلودگی Santiago بودند که بدون تمیزکاری بین 0٫13 % و 0٫56 % از بازدهٔ روزانه‌شان را کم می‌کرد.
چه چیزی PR را پایین می‌آورد
| تلفات | با چه اصلاح می‌شود |
|---|---|
| دمای پنلها | کم: ویژهٔ محل و نصب است |
| آلودگی سطح | تمیزکاری در زمان مناسب |
| سایه | طراحی؛ گاهی هرس یا جابه‌جایی |
| کابل‌ها، ترانسفورماتورها و اینورترها | طراحی و نگهداری |
| استرینگ‌های قطع‌شده، فیوزها، دیودها | پایش و بازرسی |
| تخریب ماژول‌ها | ضمانت سازنده، اگر از آنچه توافق شده فراتر رود |
| کاهش‌های تزریق | این خرابی نیروگاه نیست: از محاسبه جدا می‌شود |
PR، بازدهٔ ویژه و ضریب ظرفیت نیروگاه
- بازدهٔ ویژه (kWh/kWp): هر kWp چقدر انرژی تحویل میدهد. به تابش خورشید محل بستگی دارد: در Copiapó بیشتر از Temuco است، هرچند هر دو نیروگاه به یک اندازه خوب کار کنند.
- ضریب ظرفیت: چه کسری از زمان نیروگاه با توان اسمی کار می‌کند. این هم به محل بستگی دارد.
- نسبت عملکرد: اثر خورشید را کم می‌کند. دو نیروگاه در وضعیت خوب، حتی اگر 2.000 km از هم فاصله داشته باشند، نسبت عملکرد مشابهی دارند.
چرا با فصل تغییر می‌کند
پنلها با گرم شدن توان خود را از دست می‌دهند. در تابستان نسبت عملکرد پایین می‌آید و در زمستان بالا می‌رود، بی‌آنکه نیروگاه تغییر کرده باشد. نسبت عملکردی که در ژانویه اندازهگیری شود، با یکی که در ژوئیه اندازهگیری شود قابل مقایسه نیست.
دو راه‌حل وجود دارد. ساده‌ترین آن محاسبه روی یک سال کامل است. راه دیگر PR تصحیح‌شده با اقلیم است که NREL در سال 2013 پیشنهاد کرد؛ این روش محاسبه را بر اساس دمای سلول‌ها تنظیم می‌کند و مقادیر پایدارتری در طول سال میدهد. برای ضمانت قراردادی، همین روش مناسب‌تر است.
در یک قرارداد
نسبت عملکرد تضمینشده رایج‌ترین بند عملکرد در قراردادهای ساخت و بهره‌برداری نیروگاه‌های خورشیدی است. برای اینکه کارایی داشته باشد، قرارداد باید مشخص کند:
- با چه سنسوری تابش اندازهگیری می‌شود، چه کسی آن را کالیبره می‌کند و چه کسی تمیزش می‌کند.
- کدام دوره ارزیابی می‌شود.
- کدام رویدادها مستثنا می‌شوند: قطعی شبکه، کاهش‌های تزریق، قوهٔ قاهره.
- اگر شرط محقق نشود چه اتفاقی می‌افتد.
پرسش‌های متداول
آنچه معمولاً می‌پرسند
نسبت عملکرد یک نیروگاه خورشیدی چیست؟
درصدی از انرژی که از نظر نظری در دسترس بود و نیروگاه به برق تبدیل کرده است. از تقسیم بازدهٔ ویژه (kWh بر kWp) بر ساعت‌های خورشید اوج دریافتی در صفحهٔ پنلها به دست می‌آید.
نسبت عملکرد خوب چقدر است؟
به اقلیم، فناوری و روش اندازهگیری بستگی دارد، پس عدد جهانی وجود ندارد. در Santiago، یک مطالعهٔ Fraunhofer نزدیک به 75 % را در آرایههایی پیدا کرد که در معرض آلودگی شهری بودند. مفیدترین مقایسه با نسبت عملکرد تضمینشده در قرارداد و با تاریخچهٔ همان نیروگاه است.
در چه چیزی با ضریب ظرفیت فرق دارد؟
ضریب ظرفیت به میزان آفتاب محل بستگی دارد. نسبت عملکرد آن را کم می‌کند، پس فقط نشان میدهد نیروگاه چقدر خوب کار می‌کند.
چطور نسبت عملکرد نیروگاه خودم را حساب کنم؟
با انرژی تولیدشده، توان نصبشده در پنلها و تابش در صفحهٔ پنلها در همان دوره. ماشینحساب نسبت عملکرد محاسبه را انجام میدهد.
منابع
داده‌ها از کجا می‌آیند
- IEC 61724-1:2021، Photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring.
- Urrejola et al.، Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile، Energy Conversion and Management 114 (2016). PRهای تصحیح‌نشدهٔ جدول، محاسبهٔ خودی با ارقام همان مطالعه است.
- Weather-Corrected Performance Ratio، گزارش فنی NREL/TP-5200-57991 (2013).
ادامهٔ مطلب
صفحه‌های مرتبط
مفهوم
تخریب پنل‌های خورشیدی
پنل‌های خورشیدی با گذشت سال‌ها توان خود را از دست می‌دهند: میانهٔ اندازه‌گیری‌شده در 40 سال مطالعه، 0.5 ٪ در سال است. علل، روش اندازهگیری و آنچه ضمانت پوشش میدهد.
راهنما
قرارداد ساخت و بهره‌برداری خورشیدی: بندهای کلیدی
بندهایی که یک قرارداد خورشیدی را تعیین میکنند: دامنه، تجهیزات، مهلتها، آزمونهای تحویل، نسبت عملکرد تضمینشده و در دسترس بودن در O&M.
ممیزی عملکرد نیروگاه‌های فتوولتائیک
از CLP 490.000. تماس اولیهٔ 15 دقیقه‌ای بدون هزینه است.