PVOUT vs. Peak Sun Hours
-- Bakit ang Mataas na PSH ay Hindi Nangangahulugan ng Mataas na Output
PVOUT vs. Peak Sun Hours: Bakit ang Mataas na PSH ay Hindi Nangangahulugan ng Mataas na Output
Maikling paliwanag: Ang Peak Sun Hours (PSH) ay nagmamapa ng kung gaano karaming sinag ng araw ang nakukuha mula sa kalikasan. Ang PVOUT naman ay nagtutukoy sa aktwal na kung gaano karaming enerhiya ang nagagawa ng isang 1 kWp na sistema pagkatapos ibawas ang mga pagkawala dahil sa init, alikot, at proseso ng konversyon ng enerhiya. Ang pagkakaiba ng PSH at PVOUT ay pinakamalaki sa mga mainit na disyerto tuwing Hulyo—ang buwan na may pinakamaraming sinag ng araw ay ang may pinakakaunting enerhiyang nagagawa. Dapat ay basehan sa PVOUT ang pagpapalaki ng mga sistema, hindi sa PSH.
Dalawang metrikong naglalayong sagutin sa magkaibang mga katanungan:
| Metrik | Kung ano ang iniukat | Yunit | Para saan ito ginagamit |
|---|---|---|---|
| Peak Sun Hours (PSH) | Ang araw-araw na konsentrasyon ng sinag ng araw (GHI) na pinormalisa sa mga standard na kondisyon ng pagsubok (STC: 1,000 W/m²) | oras/araw | Para sa pag-screening ng mga mapagpipilian ng enerhiya at pagtatantiya ng paunang pagkakasangkapan ng sistema |
| PVOUT (potensyal ng kapangyarihan mula sa photovoltaic system) | Ang netong enerhiyang nagagawa ng isang 1 kWp na sistema matapos ibawas ang lahat ng pagkawala dahil sa kapaligiran, semikonduktor, at mga elektrikal na proseso | kWh/kWp | Para sa pagtatantiya ng produksyon ng sistema, pagpapalaki ng mga baterya, at pagpili ng mga komponente |
Ang PSH ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghihiwalay ng kabuuang konsentrasyon ng sinag ng araw sa isang horizontal na surpasiyo sa 1,000 W/m²; halimbawa, ang isang araw sa disyerto na may konsentrasyon ng sinag na 7.5 kWh/m² ay tinatawag na “7.5 peak sun hours” — ito ay isang numero na nagpapakita ng potensyal ng kalikasan, hindi isang pagtatantiya ng aktwal na produksyon ng enerhiya.
Ang PVOUT ay nagsisimula mula sa parehong antas ng iradiance (ang liwanag na tumatama sa mga panel ng solar) at kinakalimitahan ng mga pagkawala na nangyayari sa sistema: pag-init ng mga panel, pagkakaroon ng dumi, pagkawala sa kahusayan ng inverter at mga kable, at mga problema sa pagkakasabay ng mga komponente ng sistema. Ito ay ang “asset number” – ang kung gaano karaming enerhiya ang naitala ng metro. Ang PSH naman ay ang teoretikal na pinakamataas na potensyal ng sistema; ang PVOUT ay ang aktwal na produksyon ng enerhiya.
Ang Anomaliya sa Douglas, Arizona
Sa mga tuyoong lugar gaya ng Douglas, Arizona, ang datos sa buwanang produksyon ng enerhiya ay nagpapakita ng isang pattern na nagiging surpresa sa mga bumibili: ang netong produksyon ng enerhiya ay pinakamababa sa buwan ng Hulyo, na siyang pinakamaiinit na panahon ng tag-init. Sa kabilang dako, ang pinakamataas na produksyon sa isang taon ay nangyayari sa tagsibol (Marso hanggang Mayo) – mga buwan bago dumating ang init, alikot, at mga negatibong epekto ng monsoon. Sa buwan ng Hulyo, apat na salik ang nagkakapatung-patong at nakakaimpluwensiya sa produksyon ng enerhiya:
1. Pagbaba ng kapangyarihan dahil sa pagbabago ng temperatura ng selula. Ang mga selula na gawa sa kristal na silicio (crystalline silicon o c-Si) ay mayroong negatibong koefisiyenteng temperatura, kadalasang -0.3%/°C hanggang -0.5%/°C. Kapag ang temperatura ng selula ay tumaas sa itaas ng 25°C (ang reference temperature sa mga standard test conditions), ang bolta sa open-circuit (Voc) ay bumababa; ang kuryenteng sa short-circuit (Isc) ay bahagyang tumataas nguni’t hindi makakapagbalanse sa pagbaba ng kapangyarihan, kaya ang pinakamalaking kapangyarihan na maaaring magawa ng selula (Pmax) ay nagiging mas mababa. Halimbawa: Kapag ang temperatura ng selula ay 65°C, ito ay 40°C na mas mataas kaysa sa reference temperature, kaya ang pagbaba ng kapangyarihan ay maaaring maging 12–20% kumpara sa kapangyarihan na inirerekord sa label ng selula.
2. Pagbaba ng kapangyarihan dahil sa pag-init ng inverter. Ang kuryenteng DC ay dumadaloy sa mga inverter (string inverters o central inverters). Sa buwan ng Hulyo, ang temperatura ng kapaligiran ay nagiging napakataas, na nagpapagod sa mga sistema ng paglalabas ng init ng inverter hanggang sa limitasyon nito. Upang maiwasan ang overheat (pag-init na maaaring maging mapanganib sa mga switching device gaya ng IGBTs – Insulated Gate Bipolar Transistors), ang firmware ay gumagamit ng mga mekanismo ng over-temperature protection at pinagbabawasan ang output ng inverter sa mga oras na pinakamaiinit—exaktong kapag ang kapangyarihan na nagagawa ng inverter (PSH) ay pinakamataas.
3. Ang monsoon ay nagbabago sa karakter ng liwanag. Mula Hulyo hanggang Agosto, ang timog-kanluran ng Amerika ay nasa ilalim ng impluwensya ng Monsoon ng Hilagang Amerika, at nagbabago ang komposisyon ng liwanag: mayroong higit pang difusong horizontal irradiation (DHI) at mas kakaunting direct normal irradiation (DNI). Ang kabuuang konsentrasyon ng liwanag ay nananatiling mataas; subalit ang bahagi ng liwanag na maaaring magamit nang direkta ay hindi gaanong nagbabago.**
4. Ang alikabok ay nananatili sa salamin ng mga panel. Ang mga konvektibong hangin bago ang pag-ulan dahil sa monsoon ay nagiging sanhi ng haboobs, mga matinding bagyo ng alikabok na nagkakapaglagay ng maliliit na partikula ng alikabok sa salamin ng mga solar panel. Ang unang pag-ulan ay nagiging dahilan upang ang alikabok ay maging isang malagkit na pabalat, na hindi kayang alisin ng mga kasunod na pag-ulan. Dahil dito, ang pagkawala ng kahusayan ng mga panel sa paggawa ng kuryente ay tumaas sa mga linggo kung kailan dapat ay nasa pinakamataas ang produksyon ng kuryente.**
Bakit mahalaga ito para sa pagpapalaki ng mga sistema ng paglilinaw na hindi nakakonekta sa grid (off-grid systems)
Ang aming trabaho ay may kinalaman sa paggamit ng solar energy para sa paglilinaw na hindi nakakonekta sa grid (off-grid solar lighting). Ang mga pagbabago sa karakter ng liwanag na resulta ng monsoon ay nagdudetermina kung ang mga sistema ng paglilinaw na ito ay mananatiling gumagana sa pinakamatindi pang panahon ng taon.
- **Disenyo ay base sa pinakamatindi (pinakamaulan) na buwan, hindi sa pang-araw-araw na average.” Ang laki ng bateryang bank ay dinisenyo base sa pinakamababang pagkakarga (annual-average PSH) sa panahon ng taglamig. Ang sistema ay dinisenyo kung saan ang pinakamaiikling at pinakamaulan na buwan ay makakayang balansehin ang enerhiya nang mag-isa.
- **Maglaan ng koreksyon sa temperatura sa maiinit na klima.” Ang parehong koefisyenteng -0.3 hanggang -0.5%/°C na ginagamit upang kalkulahin ang pagbaba sa pagganap ng mga selula sa tag-init ay ginagamit din sa maiinit na klima. Sa malalamig na klima, ang epekto ay kabaliktad: tumataas ang boltahe habang bumababa ang temperatura, na siyang dahilan kung bakit ang mga kontroler ng MPPT ay nagiging kapaki-pakinabang sa panahon ng taglamig.
- **Gumamit ng mga dataset ng PVOUT para sa pagkalkula ng pagganap ng sistema; PSH para sa pag-screening.” Ang mga pampublikong database ng PVOUT gaya ng PVGIS at Global Solar Atlas ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa kung gaano karaming kWh/kWp ang nagagawa ng mga sistema sa isang lugar sa bawat buwan, at iyan ang kinakailangan para sa pagkalkula ng mga baterya. Ang mga mapa ng PSH ay tumutulong upang matukoy kung ang paggamit ng solar energy ay posible sa isang lugar.
- **Itrato ang pagkakaroon ng dumi sa mga panel bilang isang mahalagang aspekto, hindi isang detalyeng hindi gaanong binibigyang-halaga.” Sa mga lugar na madalas na marumihan, isang allowance para sa dumi ay idinagdag sa mga pagkalkula, at isang interval para sa paglilinis ay tinutukoy. Sa mga proyekto sa mga kalsadang malapit sa highway o sa disyerto, ang allowance na ito ay kadalasang nagdudulot ng pagkakaiba sa pagtupad sa mga target para sa autonomiya (ang haba ng panahon kung kailan maaaring gumana nang walang pagkakarga mula sa baterya).
Ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito:
(The page does not cover…)
Ang pahinang ito ay nagpapaliwanag sa dalawang metrikong nauugnay sa mga pinagmumulan ng enerhiya, at bakit ang mga ito ay nagkakaiba sa panahon ng tag-init. Hindi ito sumasaklaw sa pagtataya ng pinansiyal na kita (P50/P90), pagkakaroon ng enerhiya mula sa dalawang panig ng panel (bifacial gain), pagmamatyag sa pagganap ng sistema (tracking), o disenyo ng mga planta na nakakonekta sa grid (grid-tied plant design). Upang matukoy ang sukat ng isang sistema ng ilaw na hindi nakakonekta sa grid (off-grid lighting system), gumagamit kami ng kalkulator ng balanse ng enerhiya na tumatanggap ng impormasyon tungkol sa buwanang iradiance, laki ng array ng mga panel, at laki ng mga baterya; ang kalkulator para sa pagtukoy ng sukat ng mga panel naman ay ginagamit para sa pagtukoy ng sukat ng mga panel.