PVOUT לעומת שעות שיא השמש: מדוע הספר הגבוה של שעות שיא השמש אינו משמעותו פקידה גבוהה?

שני מדדים, שתי שאלות שונות:

מדד	מה הוא מודד	יחידות	למה אנו משתמשים בו?
שעות שיא השמש (PSH)	הקרינה האופקית הגלובלית היומית (Global Horizontal Irradiation – GHI) מתוקננת לתנאי מבחן סטנדרטיים (Standard Test Conditions – STC): 1,000 ואט/מטר רבוע	שעות ליום	סינון ראשוני של משאבים, הערכה גדולה כללית של הפוטנציאל
PVOUT (פוטנציאל הכוח הפוטוגלווילי)	האנרגיה הנטו שמספקת מערכת בקיבולת 1 קילוואט-פאר לאחר כל ההפסדים הסביבתיים, התרמיים והחשמליים	קילוגראמ-שעה לקילוואט-פאר (kWh/kWp)	חיזוי הפקידה, בחירת גודל המערכת (בתי סולרים, בטריות)

PSH מחלק את הקרינה הכוללת של היום על פני משטח אופקי ב-1,000 ואט/מטר רבוע: יום במדבר שמספק 7.5 קילוגראמ-שעה/מטר רבוע נחשב כ“7.5 שעות שיא שמש” – מדד שמשקף את המשאבים הסולריים, אך לא את הפקידה האמיתית של המערכת.

PVOUT מתחיל מאותו רמה של פליטת אנרגיה ומוריד ממנה את הכמויות שהמערכת מאבדת: חימום של התאים הפולטים אנרגיה, נטיפוס, הפסדי אנרגיה במנועי ההמרה (אינברטרים) ובכבלים, וכן פסדי אנרגיה נוספים שנגרמים על ידי אי-התאמות בעבודת המערכת או פרקי זמן שהמערכת לא עובדת בהם. PVOUT מייצג את הכמות האנרגיה האמיתית שהמדידה רשמה. PSH, לעומת זאת, מייצג את הגבול התיאורי העליון של פליטת האנרגיה שהמערכת מסוגלת להפיק.

החריגה בדוגלאס, אריזונה

באזורים יבשים כמו דוגלאס, אריזונה, הנתונים החודשיים על פליטת אנרגיה מציגים תבניה שמפתיעה את הקונים: הפליטה הכוללת של אנרגיה נמצאת במינימום השנתי ביולי, שהוא שיא הקיץ; לעומת זאת, השיא השנתי מתרחש באביב (מרץ עד מאי) – חודשים בהם השמש זורה ביתר שפע, לפני שמגיעים החום, האבק וההשפעות השליליות של המונסון. ארבעה גורמים משפיעים באופן משולב על פליטת האנרגיה ביולי…

1. אובדני כוח כתוצאה משינויי טמפרטורה תאי סיליקון קריסטליים (c-Si) מציגים קורלטיב טמפרטורה שלילי, בדרך כלל בין -0.3% ל-0.5% לכל מעלה ב-1 מעלות צלזיוס. ככל שטמפרטורת התא עולה מעל 25 מעלות צלזיוס – הטמפרטורה המספרית של תנאי המבחן הסטנדרטיים – המתח במסלול פתוח (Voc) יורד; הזרם במסלול קצר (Isc) עולה מעט, אך אינו מספיק להשפיע על האובדן בכוח. כתוצאה מזה, הכוח המרבי (Pmax) פוחת. לדוגמה: תא בטמפרטורה של 65 מעלות צלזיוס נמצא 40 מעלות מעל הטמפרטורה המספרית המסומנת, והפחתה של 0.3% עד 0.5% לכל מעלה ב-1 מעלות צלזיוס גורמת לאובדן כוח של 12–20% ביחס לערך המצוין על התווית התא.

2. הפחתת ביצועי המנוע המתורגם (Inverter) הזרם החשמלי במתצורת DC עובר דרך מנועי מתורגם (inverters). טמפרטורות האוויר הגבוהות ביולי מגבילות את יכולות הפינוי של חום מהמכשירים. כדי למנוע שהמכשירים כגון טרנזיסטורים מסוג IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) יפעלו בתנאי חום מקסימליים, התוכנה המותכנת במנועים מפעילה מערכות הגנה מפני עליות טמפרטורה, וכתוצאה מזה הזרם היוצא מהמנוע מוגבל בשעות החמות ביותר – בדיוק בזמן שהכוח המרבי (PSH) הוא הגבוה ביותר.

3. המונסון משנה את אופי האור. מיולי עד אוגוסט, החלק הדרומי-מערבי של ארצות הברית נמצא תחת השפעת המונסון הצפונ-אמריקאי, והרכב הקרינה השמשית משתנה: יותר קרינה אופקית מפוזרת (DHI), פחות קרינה ישירה (DNI). הקרינה הכוללת נשארת גבוהה, אך החלק של הקרינה שניתן להשתמש בו באופן מיידי פוחת.**

4. האבק נדבק לחלונות הזכוכים. רוחות תרמיות שנוצרות לפני הגשמים המונסוניים גורמות להיווצרם של סופות אבק חמורות, המכסות את חלונות המפסקים בחלקיקי אבק דקים. הגשם הראשון הופך את האבק לקרום של בולט, שהגשם הבא אינו מסוגל לשטוף; כתוצאה מזה, רמת הלכלוך עולה בשבועות שבהם הייצור של אנרגיה אמור להגיע לשיא.**

מדוע זה חשוב לפתרונות אור סולאריים שאינם מחוברים לרשת חשמלית

העבודה שלנו עוסקת במערכות אור סולאריות שאינן מחוברות לרשת חשמלית, וההבדלה הזו מכריעה האם האור ימשיך לעבוד בחודש הקשה ביותר של השנה.

"Design to the worst month, not the annual average." אוסף הבטריות מתפרק במהלך כל החורף בשל הפרעה בטעילות האנרגטית (Power Supply Headroom – PSH) הנוצרת על בסיס הממוצע השנתי. לכן אנו מתכננים את המערכת כך שהחודש הקצר ביותר והעמוס בעננים ביותר יספק את האנרגיה הנדרשת כדי לאזן את המאזן האנרגטי בעצמו. "Apply a temperature derate in hot climates." באקלים חם, מיושם קורקוב דיראדינג (temperature derate) של -0.3 עד -0.5% לכל מעלה בטמפרטורה, המשפיע על פליטת האנרגיה מהפאנלים הסולריים. באקלים קר, ההשפעה היא הפוכה: המתח עולה ככל שהטמפרטורה יורדת, ולכן שליטי MPPT (Maximum Power Point Tracking) מצדיקים את עלותם במהלך החורף. "Use PVOUT datasets for yield; PSH for screening." בסיסי נתונים ציבוריים כגון PVGIS ו-Global Solar Atlas מספקים נתונים על פליטת אנרגיה חודשית (kWh/kWp) לכל מיקום, וזו המידע הנדרש לחישובי הבטריות. מפות PSH מסייעות לבדוק האם השימוש באנרגיה סולרית אפשרי באותו מקום. "Treat soiling as a line item, not a footnote." באזורים רגישים לאבק, אנו לוקחים בחשבון את השפעת הלכלוך על פליטת האנרגיה ומגדירים את תדירות הניקיון. בפרויקטים בקרבת כבישים או במדבר, הניקיון יכול להשפיע באופן משמעותי על הישג היעדים האנרגטיים.

מה לא מכוסה בדף זה:

(הדף אינו מספק פרטים נוספים או הסברים לגבי הנהלים המוזכרים, אלא מסתמך על המידע הקיים.)

הדף הזה מסביר על שני מדדי המשאבים ועל הסיבה שבגללה הם משתנים בעונות החמות. הוא אינו מכסה נושאים כגון חיזוי הכנסות פיננסיות (P50/P90), רווח דו-צדי, מעקב אחר ביצועי המערכת, או עיצוב מערכות חשמליות המחוברות לרשת החשמל הרגילה. כדי לקבוע את הגודל הנכון של מערכת תאורה ללא חיבור לרשת, המחשבון שלנו לאיזון אנרגטי שלנו לאיזון אנרגטי משתמש בנתוני הקרינה החודשיים, במידות האלומות הסולאריות ובגודלי הסוללות; המחשבון לקביעת גודל הפאנלים הסולאריים גודל הפאנלים הסולאריים מבצע את החישובים הנוגעים לפאנלים עצמם.