Tutorial do Pvsyst - 1, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Elétrica

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• Authors: André Mermoud and Bruno Wittmer Date: May

INTRODUCTIO

N

Este documento es un primer paso de una serie de tutoriales que explican el uso de

PVsyst Versión 6, y puede entenderse como un manual del usuario PVsyst.

Contiene tres tutoriales diferentes que describen los aspectos básicos de la

simulación:

• Creación de un proyecto conectado a la red
• Construcción y uso de escenas de sombras 3D
• Datos meteorológicos en PVsyst

Más tutoriales están en preparación y se agregarán en el futuro. Explicarán con

más detalle las diferentes características de PVsyst. El manual de referencia

completo para PVsyst es la ayuda en línea, que es accesible desde el programa

A través de las entradas "Ayuda" en los menús, pulsando la tecla F1 o haciendo clic en los iconos de ayuda dentro de las ventanas y diálogos. Contenido INTRODUCCIÓN 2 Contenido 3 Parte 1: ENFOQUE BÁSICO: MI PRIMER PROYECTO 4 1 - Primer contacto con PVsyst 4 2 - Estudio completo de un proyecto de muestra 4 3 - Salvando el Proyecto 9 4 - Ejecutar la primera simulación 13 5 - Añadir más detalles a su proyecto 18 Parte 2: 3D cerca de la construcción de sombras 29 1 - Definición de la escena 3D: 30 2 - Utilizar la escena 3D en la simulación 52 Parte 3: Gestión de datos meteorológicos 58 1 - Introducción 58 2 - Sitios geográficos 61 3 - Generación de datos sintéticos por hora 66 4 - Visualización de los valores horarios 68

El techo de la finca está orientado hacia el sur y tenemos la intención de cubrirlo en una superficie de unos 5 mx 25 m = 125 m² con módulos monocristalinos fotovoltaicos. Como se explicó anteriormente, no usaremos el "Diseño Preliminar" para un proyecto conectado a la red, sino que comenzaremos el "Diseño del Proyecto" completo. Cuando elige el proyecto "Cuadrícula conectada", obtendrá el siguiente cuadro de mandos para la administración de un proyecto:

El tablero de instrumentos tiene dos partes: las definiciones básicas del proyecto y la gestión de la variante del sistema. Lo que llamamos 'Proyecto' en PVsyst, es sólo el objeto central para el cual construirás diferentes variantes (o configuraciones del sistema, variantes de cálculo) de tu sistema. El proyecto contiene el sitio geográfico de su sistema, la referencia a un archivo con los datos meteorológicos, y algunos parámetros generales como la definición de Albedo, algunas condiciones de tamaño y parámetros específicos de este proyecto. En la base de datos obtendrá un nombre de archivo con la extensión * .PRJ. Cada Variante del Sistema contiene todas las definiciones detalladas de su sistema, lo que resultará en un cálculo de simulación. Estas definiciones incluyen la elección de paneles solares e inversores, el número de paneles e inversores, la disposición geométrica y posibles sombreados, conexiones eléctricas, diferentes escenarios económicos, etc. En la base de datos, los archivos con las variantes de un proyecto tendrán el archivo del proyecto Nombre, con extensiones VC0, VC1, VCA, etc. Puede definir hasta 36 variantes por proyecto. Pasos en el desarrollo de un proyecto Al desarrollar un proyecto en PVsyst, se aconseja proceder en pequeños pasos:

• Crear un proyecto especificando la ubicación geográfica y los datos meteorológicos.  Definir una variante básica del sistema, que incluya únicamente la orientación de los módulos fotovoltaicos, la potencia o el área disponible y el tipo de módulos fotovoltaicos e inversores que desee utilizar. PVsyst propondrá una configuración básica para esta elección y establecerá valores por defecto razonables para todos los parámetros que se requieren para un primer cálculo. A continuación, puede simular esta variante y guardarlo. Será la primera aproximación aproximada que se refinará en iteraciones sucesivas.  Definir variantes sucesivas añadiendo progresivamente perturbaciones a este primer sistema, por ejemplo, tonalidades lejanas, sombras cercanas, parámetros específicos de pérdidas, evaluación económica, etc. Debería simular y guardar cada variante para poder compararlas y comprender el impacto de todas las variantes Detalles que está agregando a la simulación. Consejos - Ayuda En PVsyst, siempre se puede acceder al contexto Help pulsando F1. A veces también verá pequeños botones de signo de interrogación naranja. Al hacer clic en ellos se obtendrá información más detallada sobre el tema en la sección Ayuda. Cuando PVsyst muestra mensajes en rojo, le aconsejamos que los lea atentamente! Pueden ser advertencias o mensajes de error, o pueden ser procedimientos que deben seguirse para obtener un resultado correcto. Definición del proyecto En el panel del proyecto, haga clic en «Nuevo proyecto» y defina el nombre del proyecto. A continuación, haga clic en "Sitio y Meteo".

Esta página define las temperaturas de calibrado, que pueden depender del sitio. Éstos se utilizan solamente durante el dimensionamiento de su sistema; No están involucrados en la simulación. La "Temperatura más baja para el límite de voltaje absoluto" es un valor importante dependiente del sitio, ya que está relacionado con la seguridad de su sistema (determina el voltaje máximo del arreglo en cualquier condición). Idealmente, debe ser la temperatura mínima que se haya medido durante la luz del día en este lugar. En Europa Central la práctica común es elegir - 10 ° C (menor en climas de montaña). 3 - Salvando el proyecto Cuando haya terminado (es decir, haya ido a las opciones Variant), se le pedirá que guarde las definiciones de su proyecto. El diálogo que aparece le permite cambiar el nombre del proyecto. Le recomendamos que utilice un nombre de archivo simple, ya que se utilizará como etiqueta para todas las variantes. Creación de la primera variante (básica) para este proyecto Después de haber definido el sitio y la entrada meteorológica del proyecto, puede proceder a crear la primera Variante. Observará que al principio hay 2 botones marcados en rojo: "Orientación" y "Sistema". El color rojo significa que esta variante del proyecto aún no está lista para la simulación, se requiere una entrada adicional. Los parámetros básicos que deben definirse para cualquiera de las variantes, y que aún no hemos especificado, son la orientación de los paneles solares, el tipo y número de módulos fotovoltaicos y el tipo y número de inversores que se utilizarán.

Primero, haga clic en "Orientación". Usted obtendrá el diálogo de orientación en el que tiene que suministrar valores para el tipo de campo para la instalación solar y los ángulos de inclinación y azimut. Los paneles solares en nuestro ejemplo se instalarán en un plano fijo inclinado. A partir del dibujo del proyecto (página 5) obtenemos los ángulos de inclinación del plano y azimut (25 ° y 20 ° oeste respectivamente). El azimut se define como el ángulo entre la dirección sur y la dirección a la que se enfrentan los paneles. Los ángulos hacia el oeste se consideran positivos, mientras que los ángulos hacia el este se consideran negativos. Después de ajustar los valores correctos de inclinación y azimut, haga clic en "Aceptar" y el botón "Orientación" se volverá verde. Haga clic en "Sistema". Presizing Help De la descripción del sistema, recordemos que contamos con una superficie disponible de unos 125 m². No es obligatorio definir un valor aquí, pero hacerlo simplificará nuestro primer enfoque, ya que permitirá a PVsyst proponer una configuración adecuada. Seleccione un módulo fotovoltaico Elija un módulo fotovoltaico en la base de datos. Entre "Todos los módulos", seleccione "Genérico" como fabricante y seleccione el modelo de 110 W. En la parte inferior derecha del diálogo PVsyst mostrará una pista para elegir el inversor: "Por favor, elija el modelo del convertidor, la potencia total debe ser de 13,2 kW o más".

Después del tipo de módulo, se ha definido el inversor y el diseño de la matriz, el panel azul en la parte inferior derecha del cuadro de diálogo debe estar vacío o naranja. Si aparece un mensaje de error en rojo, compruebe todas las opciones que ha hecho y corrija los valores descritos anteriormente (puede tardar unos segundos en que el mensaje se adapte a los cambios que realice). Ahora hemos definido todos los elementos obligatorios que son necesarios para una primera simulación. Pasaremos por más detalles de este diálogo muy importante más adelante en este tutorial. Por ahora, puede hacer clic en "Aceptar" para validar las opciones. Usted recibirá un mensaje con la advertencia: "La potencia del inversor es ligeramente inferior". Por el momento lo ignoraremos y reconoceremos con el botón Aceptar. Colores de mensaje en PVsyst En muchos de los diálogos PVsyst se le pedirá con mensajes que están destinados a guiar a través de los diferentes pasos de la definición y ejecución de una simulación. El color del texto le da una pista sobre lo importante que es el mensaje:

• Los mensajes en negro son información adicional o instrucciones sobre cómo proceder.
• Las advertencias en naranja indican imperfecciones de diseño, pero el sistema sigue siendo aceptable.
• Los errores en rojo significan errores graves, lo que impedirá la ejecución de la simulación. Un código de color similar también es válido para los botones del tablero de mandos del proyecto (además, un botón en gris significa "no se ha definido"). 4 - Ejecutar la primera simulación En el tablero de mandos del proyecto, todos los botones están ahora en verde (eventualmente naranja) o apagado. El botón "Simulación" está activado y podemos hacer clic en él. Las fechas de simulación son las del archivo meteo de datos subyacente. No los modifique (no puede realizar una simulación fuera de los datos meteo disponibles). Las definiciones preliminares son características adicionales que pueden definirse para propósitos avanzados. Vamos a saltar por ahora, y haga clic en "Simulación".

Una barra de progreso aparecerá, indicando cuánto de la simulación todavía está por realizarse. Al finalizar, el botón "Aceptar" se activará. Al hacer clic en él, obtendrá directamente al diálogo "Resultados". Analizar los resultados Este cuadro de diálogo muestra en la parte superior un pequeño resumen de los parámetros de simulación que debe comprobar rápidamente para asegurarse de que no cometió errores obvios en los parámetros de entrada. A continuación se muestra un cuadro con seis valores que resumen de un solo vistazo los principales resultados de la simulación. Sólo dan una imagen muy aproximada de los resultados y están ahí para detectar rápidamente errores obvios o para obtener una primera impresión de un cambio o una comparación entre las variantes del proyecto. En la parte inferior izquierda del diálogo verá el diagrama "Input / Output", que le da información más detallada sobre el comportamiento general del sistema. Muestra para cada día que fue simulado, la energía que fue inyectada a la red en función de la irradiación incidente global en el plano colector. Para un sistema con conexión de red bien dimensionado, ésta debería ser aproximadamente una línea recta que se satura ligeramente para valores de irradiación grandes. Esta ligera curvatura es un efecto de temperatura. Si algunos puntos (días) se desvían a altas irradiaciones, esto es una indicación de condiciones de sobrecarga. Para sistemas autónomos, una meseta indica una operación de sobrecarga (batería completa). La información principal de los resultados de la simulación se recoge en el informe. Los otros botones dan acceso a tablas y gráficos complementarios para un análisis más profundo de los resultados de la simulación. Por ahora los ignoraremos. Al hacer clic en usted obtendrá el informe completo, que para esta primera variante simple consta de sólo tres páginas (para las simulaciones con más detalle se puede obtener hasta 9 páginas de informe). En este informe encontrará:

Yf Rendimiento final del sistema Energía a la red Lc = Yr - Ya Array pérdidas de captura Ls = Ya - Yf Pérdidas del sistema PR = Yf / Yr Índice de rendimiento = E_Grid / (GlobInc Pnom (placa de identificación)) Tercera página: diagrama de pérdida de flecha Esta es la forma de PVsyst de informar el comportamiento del sistema, con todas las pérdidas detalladas. Este diagrama es muy útil para el análisis de las opciones de diseño, y debe utilizarse al comparar sistemas o variantes del mismo proyecto. GlobHor Irradiación horizontal (valor meteo): punto de partida. GlobInc Después de la transposición (referencia para el cálculo de PR, que incluye las pérdidas ópticas). IAM Las pérdidas ópticas. Al agregar más detalles a una variante, habrá Flechas para sombras lejanas y cercanas, ensuciamiento, etc. GlobEff · Coll. Área Energía en los colectores. EArrNom Array energía nominal en STC (= GlobEff Effic. Nom). Pérdidas de la matriz Pérdidas de la colección (irradiancia, temperatura, falta de coincidencia, calidad del módulo, cableado, etc.). EArrMPP Arregla la energía disponible en MPP. Pérdidas del inversor Eficiencia y eventual pérdida de sobrecarga (todos los demás son normalmente nulos). EOutInv Energía disponible a la salida del inversor. Pérdidas de CA El cableado eventual, las pérdidas del transformador entre el inversor y el punto de inyección, la indisponibilidad. EGrid Energy se inyecta en la red. El informe se puede enviar a una impresora o copiarse al portapapeles. Estas opciones se pueden acceder a través del botón Imprimir. Al presionarlo, obtendrá el cuadro de diálogo "Imprimir":

Aquí puede seleccionar qué partes del informe se deben imprimir o copiar y definir los comentarios que aparecerán en el encabezado del informe. Con el botón "Opciones" puede personalizar aún más detalles para los comentarios de encabezado y la resolución de copia del portapapeles. Guardar la simulación Tome el hábito de "Guardar" sus diferentes variantes para futuras comparaciones. Tenga cuidado de definir un título significativo para poder identificar fácilmente su variante en el futuro. Este título se mencionará en el informe (también se puede definir en un paso anterior, por ejemplo, en el momento de la simulación). La primera variante se guardará en el archivo "Marseille_Tutorial.VC0". Las variantes posteriores obtendrán las terminaciones de archivo VC1, VC2, etc. Si desea crear una nueva variante, asegúrese de utilizar "Guardar como" para evitar sobrescribir las variantes anteriores. Para abrir simulaciones anteriores del proyecto, puede hacer clic en el botón "Cargar" que se encuentra justo encima del botón "Guardar" 5 - Adición de más detalles a su proyecto Después de esta primera simulación "estándar", puede añadir progresivamente los detalles específicos a su proyecto. Se aconseja realizar y guardar una nueva simulación en cada paso para comprobar su efecto y pertinencia, especialmente analizando el "Diagrama de pérdidas". Sombras lejanas, perfil Horizon El perfil de horizonte sólo es adecuado para sombrear objetos que se encuentran lo suficientemente lejos de su sistema fotovoltaico, de modo que los sombreados pueden considerarse globales en su matriz. Este es el caso cuando la distancia al objeto de sombreado es más de aproximadamente 10 veces el tamaño del sistema fotovoltaico. El Perfil Horizon es una curva definida por un conjunto de puntos (Altura, Azimut). Los Far Shadings operan en modo ON / OFF: es decir, en un momento dado, el sol está o no está presente en el campo. Cuando el sol está detrás del horizonte, el componente del haz se convierte en nulo. El efecto sobre el componente difuso se explicará a continuación. Al hacer clic en el botón "Horizon" se abrirá una gráfica de los caminos del sol en su ubicación.

Nota: No debe utilizar la opción de 'objetos cercanos' en este software al crear los tonos lejanos para PVsyst. Carnaval produce un archivo llamado "YourProject.masque.txt". Tendrá que cambiar el nombre de este archivo, quitando los caracteres ".masque", ya que PVsyst no acepta nombres de archivo con 2 puntos en ellos. Importación de Horizon desde el software "Horiz'ON" La herramienta "Camera Master" es un soporte especial para cámaras fotográficas, que permite tomar una serie de imágenes en pasos de rotación horizontal precisa (cada 20 ° en azimut). El software "Horiz'ON" recoge estas fotografías en una única imagen panorámica, en la que se puede dibujar la línea del horizonte con el ratón. El software producirá un formato de archivo de la línea de horizonte directamente legible en PVsyst. Nota: Si desea crear una línea de horizonte desde una ubicación geográfica (como en Carnaval o Meteonorm), las coordenadas exactas de su sistema fotovoltaico deben ser cuidadosamente definidas. Puede determinarlos utilizando GoogleEarth o con un instrumento GPS. Tenga en cuenta que un grado en latitud corresponde a 111 km, un minuto a 1850 my un segundo a 31 m. Para la longitud esto también es válido para ubicaciones en el ecuador. A medida que se aleja del ecuador, estos valores disminuirán. Usando el horizonte en la simulación Después de definir una línea de horizonte, el botón en el tablero del proyecto pasará de gris a verde. Si realizamos nuevamente una simulación se tendrá en cuenta el sombreado del horizonte. El informe tendrá ahora una página adicional. En la segunda página del informe encontrará la definición del horizonte y el gráfico solar que incluye el efecto de sombreado lejano: Además, el diagrama de pérdidas en la última página del informe incluirá ahora el efecto de los tonos lejanos: Cerca de sombras, construcción en 3D La construcción de los shadings cercanos se describe en el tutorial dedicado "3D Near Shadings Construction". El tratamiento de sombras cercanas (sombreado de objetos cercanos) requiere una representación 3D completa de su sistema fotovoltaico. Esto se gestiona desde el siguiente diálogo central:

La construcción de la escena 3D se realiza en un editor 3D, que se abre al hacer clic en el botón "Construcción / Perspectiva"

Si tiene sombras cercanas, debe construir su instalación fotovoltaica y sus alrededores como una escena

3D (consulte el tutorial dedicado). Los instrumentos descritos en la sección de sombras distantes

(incluyendo SunEye) no son útiles para esta construcción. El punto de partida debe ser los dibujos del

arquitecto o cualquier cosa equivalente, y deben incluir información topológica para obtener la altura de

los objetos correctos.

Después de construir la representación en 3D de la instalación, debe realizar la simulación en el modo

"sombras lineales", que sólo tiene en cuenta el déficit de irradiación. Esto le dará un límite inferior para

• No disponibilidad

A continuación examinaremos todos ellos y daremos una breve explicación de los

diferentes parámetros y opciones.

Parámetros térmicos

El comportamiento térmico de la matriz se calcula en cada paso de simulación, mediante un

equilibrio térmico. Esto establece la temperatura de funcionamiento instantánea, que será utilizada

por el modelado de los módulos fotovoltaicos.

El balance térmico implica el "Factor de pérdida de calor" U = Uc + Uv · WindSpeed [W / m² ·

K]. En la práctica se aconseja no utilizar la dependencia del viento, ya que la velocidad del viento

normalmente no está bien definida en los datos meteo, y el parámetro Uv no es bien conocido. Por

lo tanto, ponemos Uv = 0 e incluimos un efecto de viento promedio en el término constante.

De acuerdo con nuestras propias mediciones en varios sistemas, PVsyst propone:

• Uc = 29 W / m²K para una circulación de aire libre completa alrededor de los colectores

(colectores "desnudos").

• Uc = 20 W / m²K para módulos semi-integrados con un conducto de aire en la parte posterior.
• Uc = 15 W / m²K para la integración (aislado de nuevo), ya que sólo una superficie participa en

el enfriamiento por convección / radiación.

• No existen valores bien establecidos para situaciones intermedias con circulación de aire

posterior. Nuestra medición en módulos cuasi horizontales sobre un techo de acero, separación de

8 cm y no colectores de juntas, proporcionó 18 W / m²K;

Nota: hasta PVsyst versión 5.1, el valor por defecto fue de 29 W / m² (de pie libre). A partir de la

versión 6, el valor por defecto es de 20 W / m², ya que hoy en día se están construyendo cada vez

más instalaciones de forma integrada.

El efecto de pérdida térmica aparecerá en el diagrama de pérdidas de la matriz en el informe final.

El 'Factor NOCT Estándar' (Temperatura Nominal de la Célula de Operación) es la temperatura que el

módulo alcanza en equilibrio para condiciones circundantes y de operación muy específicas. A menudo

se puede encontrar junto con las especificaciones del módulo suministradas por los fabricantes. No tiene

relevancia real para la simulación, porque las condiciones para las que se especifica están muy lejos de

una operación de módulo realista. PVsyst sólo lo menciona para su exhaustividad y para la comparación

con las especificaciones del fabricante.

Pérdidas de cableado

La resistencia óhmica del cableado induce pérdidas (R · I²) entre la potencia disponible de los módulos y

la de los terminales de la matriz. Estas pérdidas pueden ser caracterizadas por un solo parámetro R

definido para la matriz global.

El programa propone una fracción global de pérdida de cableado por defecto del 1,5% con respecto a las

condiciones de funcionamiento del STC. Pero usted tiene una herramienta específica para establecer y

optimizar las pérdidas óhmicas (pulse el botón "Cálculo detallado"). Esta herramienta pide la longitud

media de los cables para los bucles de la cadena, y entre las cajas de empalmes intermedias y el inversor,

y ayuda a la determinación de las secciones del alambre.

NB: recuerde que la pérdida de cableado se comporta como el cuadrado de la corriente. Por lo tanto,

operar a la mitad de la potencia (500 W / m²) conducirá a sólo un cuarto de la pérdida relativa. La pérdida

efectiva durante un período dado se dará como un resultado de simulación y se muestra en el diagrama de

pérdidas. Normalmente es del orden del 50-60% de la pérdida relativa especificada anteriormente cuando

se opera a MPP.