PV*SOL standalone
Dynamisches Simulationsprogramm zur Auslegung und Ertragsberechnung von netzautarken Photovoltaik-Anlagen
Das Konzept
PV*SOL standalone ist ein Programm zur Auslegung und Simulation von autarken Photovoltaik-Anlagen im Inselbetrieb. Nach der Eingabe der zu versorgenden Verbraucher werden die erforderliche Leistung des PV-Generators sowie die Größe der Batterie nach den üblichen Dimensionierungskriterien ermittelt. In der anschließenden Simulation werden der solare Deckungsanteil und weitere relevante Kennwerte ermittelt.
Das Programm ist für Ingenieure, Planer sowie für Hersteller von PV-Systemen entwickelt worden.
Die Anlagenkonfiguration
Netzautarke PV-Anlagen können nach folgenden Kriterien zusammengestellt werden: der PV-Generators kann sowohl in der Betriebsart Batterie-Direktkopplung als auch im MPP-Tracking Betrieb geregelt werden. Als Verbraucher sind sowie Gleichstrom– als auch Wechselstromverbraucher zulässig. Darüber hinaus ist ein Backup-Betrieb mit einem Dieselgenerator simulierbar.
Die Ermittlung des Energiebedarfs
Verbraucher können in PV*SOL standalone über 2 unterschiedliche Arten festgelegt werden. Bei Anwendungen, bei denen über einen längeren Zeitraum der Stromverbrauch bekannt ist, wird durch die Wahl eines vordefinierten Verbrauchsprofils und der Angabe des Jahresstromverbrauchs der zeitliche Verlauf des Energiebedarfs automatisch ermittelt. Verbrauchsprofile können auch individuell selbst eingegeben und gespeichert werden.
Für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch wird der zeitliche Energiebedarf über die Eingabe der einzelnen Geräte ermittelt (Einzelverbraucher). Einzelne Verbraucher können dabei durch vier unterschiedliche Verbrauchstypen klassifiziert werden. So kann z.B. beim Verbrauchstyp „Licht“ das Einschalten des Verbrauchers automatisch über die sonnenstandsabhängige Helligkeit erfolgen.
Die Kurzauslegung
In der Kurzauslegung wird durch Eingabe weniger Parameter die Anlage dimensioniert, d.h. die erforderliche Leistung des PV- Generators und die Größe der Batteriekapazität wird für einen definierten Anwendungsfall ermittelt. Der Energiebedarf wird durch die Eingabe von Einzelverbrauchern definiert, Klimadatensatz sowie Aufstellung der PV- Module werden eingegeben. Das Programm ermittelt nach Auswahl des PV-Modultyps und des Batterietyps aus der Autonomiezeit sowie der Systemerholungszeit die Anzahl der Module und Anzahl der gewählten Batterien.
Die Simulation
Die Berechnungen basieren auf stündlicher Bilanzierung. Der durch eine Jahressimulation ermittelte Ertrag der PV-Anlage beruht auf einem mathematischen Modell, das für jedes der in der Datenbank mitgelieferten PV-Module die exakte Nachbildung der Kennlinie ermöglicht. Damit sind auch die Erträge von Dünnschichtmodulen genau zu berechnen. Wenn in einer Photovoltaik-Anlage unterschiedliche Modultypen oder unterschiedlich ausgerichtete Module vorhanden sind, wird dies durch die Zusammenfassung von Modulgruppen zu Photovoltaik-Teilgeneratoren berücksichtigt.
Die Klimadaten
Für mindestens 150 Standorte in Deutschland und ca. 500 Standorte in Europa werden die Klimadaten für Einstrahlung, Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit in stündlicher Auflösung für den Zeitraum eines Jahres mitgeliefert.
Das integrierte Modul MeteoSyn liefert weitere 2000 weltweite Standorte und kann zusätzlich durch Eingabe von monatlichen Werten stündliche Werte generieren. Darüber hinaus ist es möglich, die TRY-Dateien des Deutschen Wetterdienstes einzulesen. Mit dem Schweizer Wettergenerator METEONORM können weltweite Klimadaten erzeugt werden und über eine Schnittstelle nach PV*SOL eingelesen werden.
Der Verschattungseditor
In PV*SOL kann für jeden Teilgenerator bei entsprechender Eingabe die mögliche Verschattung durch den Horizont sowie durch Häuser oder Bäume eingegeben werden.
Die Ergebnisse
Über Grafiken, einen ausführlichen Projektbericht mit Zeichnung zur Vorlage beim Kunden oder in einer Ergebnisübersicht können folgende Ergebnisse präsentiert werden:
- Prognostizierter spez. Jahresertrag
- Final Yield (Gesamtertragsfaktor)
- Performance Ratio
- Systemwirkungsgrad
- PV-Generator Wirkungsgrad
- Solare Deckungsrate
- Verlauf von Energien und anderer Größen
- Wirtschaftlichkeitsberechnung
