معامل الأداء- الجزء الثاني

مقالات مشابهة

أنواع مشاريع الطاقة الشمسية: على مستوى المرافق، الصناعية والتجارية، والسكنية

يوليو 18, 2024

أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية للتحكم بحركة الرمال

يناير 31, 2024

كهربة القطاعات، ماذا تمثل؟ ما أهميتها؟ وأثرها على الشبكات الكهربائية

يوليو 1, 2023

تعرفنا في الجزء الأول من هذا المقال (معامل الأداء الجزء الأول) على مفهوم معامل الأدء (Performance Ratio)  واستخداماته في مشاريع الطاقة الكهروضوئية وتعرفنا أيضاً على كيفية حساب معامل الأداء (Performance Ratio) والعوامل التي تؤثر على هذا المعامل.

 

في هذا المقال سوف نتعرف بشكل تفصيلي أكثر على معامل الاداء من خلال الثلاث محاور الأساسية أدناه:

1- تصحيح معامل الأداء مع درجة الحرارة (Weather-corrected PR).

2- المعايير العالمية (International Standards) لهذا المعامل.

3- معامل الأداء في الأنظمة الكهروضوئية ذات الوجهين (Bifacial PV Systems).

 

1- تصحيح معامل الأداء مع درجة الحرارة (Weather-corrected PR)

كما وضحنا في الجزء الأول من هذا المقال، قيم معامل الأداء (Performance Ratio) تختلف من شهر إلى آخر، ومن ساعة إلى أخرى في نفس اليوم، والعامل المساهم الأكبر في هذا الاختلاف هو اختلاف درجات الحرارة.

للتخلص من هذا الاختلاف بين قيم معامل الأداء الشهرية وللتمكن من استخدام معامل الأداء (Performance Ratio) في فترات زمنية صغيرة نسبياً (أسبوع أو 10 ايام في الفحوصات المطلوبة قبل تسليم المشاريع على سبيل المثال) تم التوجه لتصحيح قيم معامل الأداء مع درجة الحرارة كونه يعتبر المساهم الأكبر في هذا الاختلاف.

 

يتم تصحيح معامل الأداء بداية من خلال ايجاد معدل درجة حرارة الخلايا في جميع الساعات التشغيلية لنظام الطاقة الكهرضوئية على مدار العام من خلال المعادلة أدناه:

(TArrayAver = Σ hours (GlobInc * TArray) / Σ hours (GlobInc

حيث أن:

TArrayAver: معدل درجة حرارة الخلايا على مدار العام.

GlobInc: كمية الإشعاع الشمسي الساقط مع مستوى الألواح (kWh/m2).

TArray: درجة حرارة الخلية لساعة محددة.

 

بعد ايجاد معدل درجة حرارة الخلايا يتم حساب معامل الأداء المصحح مع درجة الحرارة (Weather-corrected PR) لفترة محددة من خلال المعادلة أدناه:

(PR (corr) = E_Grid / ( PNomPV * Σ hours ( GlobInc / GRef * (1 – muPmpp * (Tarray – TArrayAver

حيث أن:

PR corrected: معامل الأداء المصحح مع درجة الحرارة.

E_Grid: كمية الطاقة الكهربائية المصدرة إلى الشبكة الكهربائية (kWh)

PNomPV: قدرة المحطة الكهروضوئية على جانب التيار الثابت (kWp)

GlobInc: كمية الإشعاع الشمسي الساقط مع مستوى الألواح (kWh/m2).

GRef: الاشعاع الشمسي عند الظروف المعيارية (1000W/m2)

muPmpp: معامل تغير قدرة اللوح الكهرضوئية مع تغير درجة الحرارة [°C/%]

TArray: درجة حرارة الخلية لساعة محددة.

TArrayAver: معدل درجة حرارة الخلايا على مدار العام.

 

 

2- المعايير العالمية (International Standards) المتعلقة بالأداء. 

 

يوجد ثلاثة معايير تتعلق بفحص أداء أنظمة الطاقة الكهروضوئية:

2.1 المعيار الأول: IEC 61724-1

(Monitoring)

في هذا المعيار (Standard) تم تعريف وتحديد المعلومات المتعلقة بالأدء التي يجب جمعها، ومواصفات أجهزة القياس اللازمة للقياس. مثل أجهزة قياس الإشعاعية ودرجات الحرارة (Sensors)، طريقة تركيبها ودقة هذه الأجهزة. بالإضافة إلى ذلك تم تحديد طرق التأكد من جودة المعلومات التي يتم جمعها.

ويعتبر هذا المعيار بمثابة أساس للمعايير الأخرى المتعلقة بالأداء التي تعتمد على البيانات التي يتم جمعها من المحطة بالاعتماد على هذا المعيار مثل IEC 61724-2 و IEC 612724-3.

 

2.2- المعيار الثاني: IEC 61724-2

(Capacity Evaluation Method)

يحدد هذا المعيار طريقة اجراء قياس القدرة الإنتاجية للمحطة (kW) بهدف تقييم جودة أداء النظام. ويتم هذا التقييم من خلال مقارنة قدرة المحطة التي تم قياسها واقعياً (kW) مع القدرة التي يتوقع انتاجها من النظام (kW) وعادة ما يتم اجراء هذا الفحص لمدة قصيرة نسبياً (عدة أيام) بعد ربط المحطة مع الشبكة الكهربائية وتشغيلها بهدف التسليم الأولي للمحطة من المقاول لمالك المحطة أو الاستشاري. مع العلم بأن هذا الفحص لا يهدف إلى تقييم أداء المحطة بمختلف الظروف الجوية او بأوقات مختلفة من السنة.

 

2.3- المعيار الثالث: IEC 61724-3

(Energy Evaluation Method)

يهدف هذا المعيار لتحديد طريقة اجراء قياس وتحليل الطاقة المنتجة (kWh) التي يتم قياسها واقعياً عند نقطة ربط نظام الطاقة الكهروضوئية مع الشبكة الكهربائية ومقارنتها مع الطاقة الكهربائية المتوقع إنتاجها (kWh) من نفس النظام تحت الظروف الجوية الفعلية لمدة عام أو أكثر.

يطبق هذا المعيار على أنظمة الطاقة الكهروضوئية المربوطة مع الشبكة الكهربائية فقط والتي تتكون من عاكس واحد على الأقل.

طريقة التقييم المحددة في هذا المعيار تزودنا بدليل أن الطاقة الكهربائية المتوقع انتاجها على مدار عمر تشغيل المحطة يمكن تحقيقها (دقيقة) وتغطي جميع التأثيرات الجوية في الموقع. وأيضاً يزودنا هذا المعيار بتصور واضح عن تأثير العوامل الأخرى مثل الصيانة وانخفاض قدرة الألواح (Degradation) وفشل بعض الأجهزة مثل العواكس على أداء المحطة وإنتاجيتها.

 

3- معامل الأداء في الأنظمة الكهروضوئية ذات الوجهين (Bifacial PV Systems).

 

حتى الآن لا يوجد معيار (Standard) يحدد كيفية خساب معامل الأداء (Performance Ratio) لأنظمة الطاقة الكهروضوئية ذات الوجهين (Bifacial PV Systems).

حساب معامل الأدء (Performance Ratio) لأنظمة الطاقة الكهروضوئية ذات الوجهين من حيث المبدأ يتطلب معرفة كمية الاشعاع الشمسي الساقط على الوجه الخلفي للألواح والذي يصعب قياسه في أرض الموقع.

لذلك معظم برامج محاكاة الإنتاجية مثل برنامج الPVsyst لم يتم فيهم تعديل معادلة حساب معامل الأداء (Performance Ratio) وهذا يعني أن قيم معامل الأداء (Performance Ratio) الناتجة من من هذه البرامج سوف ترتفع بشدة وقد تتجاوز ال100% كون المعادلات في هذه البرامج لا تاخذ كميات الاشعاع الشمسي الساقط على الوجه الخلفي للألواح بعين الاعتبار حتى الآن.

 

قريباً سوف نقوم بنشر الجزء الثالث والأخير عن معامل الأداء، وسوف نتحدث فيه عن استنتاجات وتحليلات خاطئة لقيم معامل الأداء.

 

 

المصادر:

PVsyst Forum

IEC 61724-1

IEC 61724-2

IEC 61724-3