Αναλυτικό Μοντέλο Ενεργειακής Απόδοσης Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Με Ενσωμάτωση Εμπειρικών Δεδομένων

Abstract

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός μοντέλου πρόβλεψης και αξιολόγησης της ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκών συστημάτων, αναλυτικού χαρακτήρα. Ειδικότερα, σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου πρόβλεψης της ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκών συστημάτων, το οποίο να δέχεται ως εισόδους στοιχεία που δίνονται στο φύλλο προδιαγραφών του κατασκευαστή (datasheet), μετεωρολογικά δεδομένα καθώς και τοποθεσία και διάταξη του φωτοβολταϊκού συστήματος. Υιοθετήθηκε η προσέγγιση της σύνθεσης δύο υπαρχόντων μοντέλων. Πιο συγκεκριμένα, επιλέχθηκε το μοντέλο των πέντε παραμέτρων, που χαρακτηρίζεται από δυνατότητα αναλυτικής επίλυσης μέσω μαθηματικών σχέσεων, και το μοντέλο των Sandia National Laboratories, που βασίζεται σε εμπειρικές σχέσεις και μια βάση δεδομένων. Η σύνθεση έγκειται στο γεγονός της χρήσης ενός αναλυτικού μοντέλου πέντε παραμέτρων, που εμπλουτίζεται με πρόσθετες αναλυτικές μαθηματικές σχέσεις που προκύπτουν από την επεξεργασία της πληροφορίας που υπάρχει στις εμπειρικές σχέσεις του μοντέλου των Sandia National Laboratories και στη βάση δεδομένων. Με τον τρόπο αυτό γίνεται προσπάθεια να ενσωματωθούν στοιχεία και από τα δύο μοντέλα.Για το μοντέλο ενεργειακής απόδοσης που αναπτύχθηκε κατασκευάστηκε λογισμικό σε Matlab, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκών συστημάτων. Το λογισμικό ενσωματώνει ένα φιλικό γραφικό περιβάλλον για αλληλεπίδραση με το χρήστη.Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη χρήση του μοντέλου ενεργειακής απόδοσης συγκρίθηκαν τόσο με τα ακριβή αποτελέσματα που προβλέπει το μοντέλο των Sandia National Laboratories, όσο και με το μοντέλο πέντε παραμέτρων. Οι συγκρίσεις κατέδειξαν ότι το μοντέλο ενεργειακής απόδοσης αν και αναλυτικό δίνει πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα.