Průvodce automatizovanou analýzou stínu při navrhování solárních systémů

Stínění může výrazně snížit výkon solárních panelů - někdy i o více než 75%, a to i v důsledku drobných překážek. Automatizované nástroje pro analýzu zastínění nyní usnadňují optimalizaci solárních návrhů pomocí přesných dat a pokročilých algoritmů. Zde je to, co byste měli vědět:

Hlavní výhody:

• Přesnost: Nástroje jako EagleView zachytí 10 000-30 000 datových bodů na jednu střechu ve srovnání s pouhými 15-30 body u manuálních metod.
• Rychlost: Generujte podrobné zprávy o odstínech za méně než 15 minut.
• Zisky z výkonu: Úpravy na základě automatických poznatků mohou zvýšit energetický výkon až o 17,3%.

Jak to funguje:

1. 3D skenování: LiDAR vytváří podrobné modely střech a okolí.
2. Strojové učení: Simulace stínových vzorů a výpočet ztrátového výkonu.
3. Integrované platformy: Software jako Aurora Solar kombinuje analýzu stínu s energetickým modelováním.

Proč je to důležité:

Automatizovaná analýza odstínů šetří čas, omezuje lidské chyby a zvyšuje přesnost návrhu, čímž zajišťuje maximální produkci energie. Ať už řešíte složité návrhy střech nebo sezónní zastínění, tyto nástroje proces zjednodušují.

Začněte využívat automatizovanou analýzu stínů k zefektivnění svých solárních návrhů ještě dnes.

Základní technologie pro analýzu stínů

Moderní analýza stínu závisí na třech hlavních technologiích, které společně poskytují přesné informace pro návrh solárních systémů. Tyto nástroje zcela změnily způsob, jakým projektanti posuzují a plánují fotovoltaické instalace. Pojďme si rozebrat každý z nich a jeho roli při zvyšování přesnosti návrhu.

3D skenování a modelování

Technologie LiDAR vytváří vysoce podrobné 3D modely míst instalace, které slouží jako základ pro automatickou analýzu stínů. Národní laboratoř pro obnovitelnou energii (NREL) uvádí, že analýza stínu na základě LiDARu dosahuje přesnosti 3,5% oproti tradičním měřením na místě. Tyto modely zachycují detaily, jako je výška budovy, úhel střechy, okolní vegetace, okolní stavby a terén. S touto úrovní podrobnosti lze zprávy o stínu vytvořit za méně než 15 minut - tento postup nyní agentura NYSERDA uznává jako srovnatelný s ručním měřením.

Aplikace strojového učení

Algoritmy strojového učení mění surová data na užitečné poznatky tím, že analyzují:

• Stínové vzory: Simulace pohybu stínů během dne a ročních období
• Faktory prostředí: S ohledem na proměnné, jako je teplota, intenzita slunečního záření a vlhkost.
• Výkon systému: Identifikace nepravidelností ve výkonu
• Dopad stínu: Automatický výpočet ztrát výkonu způsobených zastíněním

Toto pokročilé zpracování dat zpřesňuje strategie umístění panelů a přímo přispívá k lepšímu návrhu solárních systémů.

Integrace softwarové platformy

Špičkové platformy pro navrhování solárních systémů nyní zahrnují automatickou analýzu stínů jako součást svých řešení typu "vše v jednom". Mezi nejoblíbenější platformy na základě recenzí uživatelů patří:

• Aurora Solar: Hodnocení 4.6/5 na G2 (79 recenzí)
• PVsyst: Hodnocení 4,9/5 na G2 (11 recenzí)
• Helioskop: Hodnocení 4,5/5 na G2 (10 recenzí)

Tyto platformy kombinují analýzu stínů, energetické modelování a 3D vizualizaci a zároveň se integrují s nástroji CAD a CRM, což zjednodušuje pracovní postupy.

"Národní laboratoř pro obnovitelnou energii (NREL) prokázala, že hodnoty zastínění Aurora LIDAR jsou statisticky rovnocenné s měřením na místě."

Průvodce analýzou stínů ve 3 krocích

1. Shromažďování údajů o lokalitě

Získání přesných údajů o lokalitě je prvním krokem ke spolehlivé analýze stínu. Mezi klíčová měření patří:

• Zeměpisné souřadnice (zeměpisná šířka a délka) pro výpočet dráhy Slunce.
• Rozměry budovy zachycené pomocí laserových měřičů vzdálenosti.
• Výšky okolních překážek měřeno pomocí klinometru.
• Údaje z kompasu k určení azimutálních úhlů zdrojů stínění.
• Letecké snímky s vysokým rozlišením shromážděné pomocí bezpilotních letounů.

Nástroje, jako je řešení Inform Advanced od společnosti EagleView, mohou poskytnout přesná data o povrchu střechy, čímž se měření ještě zpřesní. Po shromáždění jsou tato data připravena k analýze pomocí specializovaného softwaru.

2. Spuštění softwarové analýzy

Software pro analýzu stínů používá pokročilé algoritmy pro zpracování dat z webu. Nastavte parametry, které zohledňují:

• Změny polohy slunce během dne.
• Sezónní změny slunečního světla.
• Místní povětrnostní podmínky.
• Sazby za spotřebovanou energii.

Software vypočítá hodnoty solárního přístupu (SAV) a celkový podíl solárních zdrojů (TSRF) a pomůže vám určit nejlepší oblasti pro instalaci solárních panelů. Tyto výsledky vám pomohou při rozhodování o návrhu systému.

3. Aplikace výsledků na váš návrh

Výsledky analýzy použijte k upřesnění návrhu solárního systému. Pokud je zastínění problémem, zvažte tyto strategie založené na údajích SAV a TSRF:

• Upravte stránky rozvržení panelů zvýšit energetický výkon až o 10%.
• Použijte výkonová elektronika na úrovni modulu pro zpracování částečného stínování.
• Vyberte si vysoce účinné moduly odolné vůči stínu. pro postižené oblasti.
• Instalace mikroinvertory nebo optimalizátory výkonu v zónách s nižšími hodnotami SAV.
• Upravte Poměr stejnosměrného proudu ke střídavému na základě výpočtů TSRF.

Tyto kroky zajistí, že vaše konstrukce bude maximalizovat výrobu energie i v náročných podmínkách.

sbb-itb-51876bd

Zlepšení přesnosti analýzy

Nastavení místních nastavení

Chcete-li získat spolehlivé předpovědi odstínů, je nutné správně nastavit místní parametry. Začněte tím, že do softwaru zadáte přesné zeměpisné souřadnice. To pomůže nástrojům, jako jsou Aurora Solar a PVsyst, provádět přesné výpočty dráhy slunečního záření. Mezi klíčové faktory, které je třeba nastavit, patří:

• Nastavení časového pásma a letního času
• Integrace místních údajů o počasí
• Podrobnosti o výšce lokality
• Úrovně odrazivosti země
• Regionální atmosférické podmínky

Tyto pokročilé nástroje dokáží zpracovat mnohem více dat než manuální metody. Po zavedení místních nastavení vezměte v úvahu, jak mohou tyto parametry ovlivnit sezónní změny.

Sezónní stínové vzory

Sezónní výkyvy mohou významně ovlivnit vzorce stínu a nástroje jako System Advisor Model (SAM) amerického ministerstva energetiky mohou pomoci tyto změny analyzovat. Vyhodnocují faktory, jako jsou např:

• Rozdíly v dráze slunce v zimě a v létě
• Změny hustoty vegetace v jednotlivých ročních obdobích
• Změny délky stínu
• Vliv stínů budov

Algoritmy systému Helioscope jdou ještě o krok dál a simulují, jak změny prostředí ovlivňují vzorce stínu v průběhu roku. Po vyhodnocení těchto sezónních změn je pro větší přesnost důležité ověřit poznatky prostřednictvím kontrol na místě.

Ověřování výsledků na místě

Ověření na místě zajišťuje přesnost automatických předpovědí. Z výzkumu společnosti Solargraf vyplývá, že jejich roční hodnoty solárního přístupu (SAV) se přesně shodují s měřeními na místě s rezervou ±2 SAV pro 80% přístupových bodů.

"EagleView Inform Advanced dokáže poskytnout modelované hodnoty solárního přístupu na více místech střechy, než by bylo možné prakticky změřit a zpracovat ručně." - DNV-GL

Na závěr procesu ověřování se zaměřte na tyto klíčové úkoly:

• Porovnání softwarových předpovědí s měřeními SunEye 210
• Dokumentace podmínek stínu v kritických obdobích
• Měření překážek v blízkosti místa
• Křížová kontrola automatizovaných výsledků se skutečnými podmínkami na staveništi

Základem spolehlivého ověření na místě jsou přesná místní nastavení a sezónní hodnocení.

Běžné problémy s analýzou a jejich řešení

Jakmile pronikneme do základních technologií, ukáže se několik problémů v automatické analýze stínů. Zde je rozpis klíčových problémů a způsobů, jak je efektivně řešit.

Komplexní návrhy budov

Budovy se složitými konstrukcemi, jako jsou nepravidelné tvary, více střešních rovin nebo jedinečné prvky, mohou představovat výzvu pro nástroje analýzy stínů. Například fotovoltaické systémy integrované do budov (BIPV) vyžadují pečlivé plánování, aby byly v souladu s orientací a konstrukcí budovy pro dosažení optimálního výkonu.

Chcete-li to vyřešit, použijte 3D skenování s vysokým rozlišením přesně modelovat jednotlivé povrchy. V těchto složitých scénářích můžete zohlednit konstrukční prvky, jako jsou komíny, větrací otvory a zařízení HVAC, a zvýšit tak přesnost analýzy.

Pohyblivé zdroje stínu

Dynamické stínování, které způsobují například stromy, přináší další obtíže. Sezónní změny mohou významně ovlivnit vzorce zastínění, takže je nezbytné zohlednit změny v čase.

Zde se dozvíte, jak spravovat pohyblivé zdroje stínu:

• Provádění podrobný průzkum lokality zachytit sezónní změny zastínění.
• Použijte software pro simulaci stínování k modelování pohybu stínů v průběhu roku.
• Pravidelně aktualizujte své modely analýzy stínů, aby odrážely změny prostředí.

Tyto kroky pomáhají udržovat přesné a aktuální informace o stínování pro vaše projekty.

Rychlost vs. vyvážení detailů

Vyvážení rychlosti zpracování a podrobnosti analýzy je běžnou výzvou při navrhování solárních systémů. Nástroje pro letecké snímkování sice nabízejí rychlé vyhodnocení, ale mohou jim uniknout jemnější detaily. Na druhou stranu detailní 3D modelování poskytuje vyšší přesnost, ale zabere více času.

Zde je rychlé srovnání metod analýzy:

Pro dosažení nejlepších výsledků zvolte metodu, která odpovídá požadavkům vašeho projektu.

Závěr

Automatizovaná analýza stínů změnila podobu solárního designu tím, že nabízí bezkonkurenční přesnost a rychlost. Podle společnosti McKinsey & Company zvyšuje kombinace umělé inteligence s digitalizací produktivitu aktiv přibližně o 20% a zároveň snižuje náklady na údržbu o 10%. Tyto zisky jsou možné díky technologickému pokroku:

Tyto měřitelné přínosy připravují půdu pro systematický proces zavádění.

Hlavní výhody

Průvodce implementací

Chcete-li co nejlépe využít automatickou analýzu stínů, postupujte podle následujících kroků a začleňte ji do svého pracovního postupu při navrhování solárních systémů:

• Zhodnoťte svůj současný proces: Identifikujte oblasti v procesu návrhu, kde mohou automatizované nástroje zvýšit efektivitu a sdílení dat.
• Výběr správných nástrojů: Vyberte si software s robustními možnostmi analýzy stínů a škálovatelností. Některé přední platformy zvládají více než 1,6 milionu analýz, což dokazuje jejich spolehlivost.
• Školení vašeho týmu: Vybavte svůj tým dovednostmi potřebnými k maximálnímu využití těchto nástrojů. Například tým návrhářů společnosti Iberica Solar nyní vytváří několik iterací rozvržení za jediný den - což bylo dříve manuálními metodami nemožné.

"RatedPower zvýšil počet nabídek, které jsme mohli připravit a předložit, přibližně o 50%," říká Stefano Papale, globální vedoucí obchodního rozvoje společnosti FATA. To poukazuje na reálný dopad efektivní implementace automatizované analýzy stínů.

Související příspěvky na blogu

• 5 způsobů, jak umělá inteligence zjednodušuje návrh uspořádání solárních panelů
• Jak vytvořit profesionální solární návrhy za 30 minut
• Kontrolní seznam pro řízení solárních projektů: Od vedení až po instalaci
• Nejčastější dotazy k solárnímu designu: Odpovědi pro nové projektové manažery