Mérnöki kihívások a(z) napenergia területén
A koncentráción alapuló napenergia-rendszerek (CPV, CSP) pontos optikai rendszertervezést igényelnek a napsugárzás egy fotovoltaikus cella vagy termikus abszorber kis felületére való összegyűjtéséhez. Már a Fresnel-lencse, a parabolatükör vagy a CPC koncentrátor alakjának kis hibái is a cella egyenetlen megvilágításához vezetnek — ez pedig forró pontok kialakulásához és a hatásfok romlásához vezet.
A klasszikus lapos fotovoltaikus panelek szintén profitálnak az optikai szimulációkból — az antireflexiós rétegek modellezéséből, a keretek és a szerkezet árnyékolásának elemzéséből, a dőlésszög és a modulmátrix geometriájának optimalizálásából. A TracePro lehetővé teszi a rendszer teljes elemzését — a forrástól (a Nap szögeloszlású modelljétől) a koncentráló optikán át a cellán mért fluenciaeloszlásig.
Hogyan támogatja szoftverünk a tervezést?
| Termék | Szerep ezen a területen |
|---|---|
 | CPV koncentrátorok (Fresnel, parabolikus, CPC), árnyékolás-elemzés, cellamegvilágítás egyenletessége |
 | Fresnel-lencsék és kollimáló optika tervezése CPV rendszerekhez |
 | Detektáló és felügyeleti rendszerek szimulációja napelemes létesítményekben optikai kapcsolatokkal |
Alkalmazási példa: rögzített napkollektor optimalizálása több napállásra
Tervezési feltételezések
A projekt célja egy rögzített, követőrendszer nélküli napkollektor tervezése és optimalizálása volt, amely maximalizálja a vevőhöz a nap folyamán érkező sugárzási fluxust, annak ellenére, hogy a Nap helyzete változik az égbolton. A teljes folyamatot — a modellépítéstől az elemzésen át az optimalizálásig — a TracePro-ban végezték el.
Kollektormodell a TracePro-ban
A koncentrátor és a vevő geometriáját közvetlenül a TracePro-ban építették fel, vagy CAD rendszerből importálták, majd hozzárendelték a felület (tükörvisszaverődés, vevő abszorpció) és az anyagok tulajdonságait. A valós szögeloszlású napforrás meghatározása után sugárkövetést és a fluxus- és besugárzáseloszlás elemzését végezték el a vevő felületén.
Napállás elemzése a Solar Emulator modulban
A Solar Emulator modul segítségével, földrajzi koordináták és megadott időintervallum (dátum, óra, időzóna) alapján meghatározták a Nap valós pályáját az égbolton. Ez lehetővé tette a rendszer teljesítményének felmérését a nap és az év különböző szakaszaiban, valamint a rögzített kollektor teljesítményének összehasonlítását a napkövető változattal.
Geometria optimalizálása
A TracePro interaktív optimalizálójában meghatározták a koncentrátor geometriáját leíró változókat és a vevőhöz érkező fluxus maximalizálására irányuló célfüggvényeket. A beállítások helyességét ellenőrző kezdeti sugárkövetés után automatikus profiloptimalizálást végeztek, javítva a koncentrációt és az abszorber megvilágításának egyenletességét.
Beállítás több napállásra
A rögzített kollektor kulcsfontosságú szakasza: meghatározták a nap folyamán a Nap egymást követő helyzeteinek megfelelő forrásokat, és a geometriát ezekre a konfigurációkra (Source Configuration) egyszerre optimalizálták. Ennek köszönhetően egyetlen, mozdulatlan forma jó energiahozamot biztosít a beesési szögek széles tartományában, nem csak a déli órákban.
Ellenőrzött terv
A szimuláció lehetővé tette a kollektor geometriájának megválasztását, a napi ciklusra vonatkozó energiahozam becslését és a konstrukciós változatok összehasonlítását még a prototípus elkészítése előtt. A kész modell adatokat szolgáltatott az elem gyártásához és további tesztekhez, csökkentve a költséges hardveriterációkat.
Gyakran ismételt kérdések
Napenergia
Tartalmaz a TracePro AM1.5 napsugárzási spektrális modellt?
Igen. A TracePro tartalmazza a szabványos AM0 (légkörön kívüli) és AM1.5 (tengerszinten, IEC 60904-3 szabvány) spektrumokat, amelyek közvetlenül forrásként használhatók a napenergia-szimulációkban.
Szimulálható az árnyékolás a PV panelsorok között?
Igen. A TracePro lehetővé teszi többsoros PV telepítések modellezését, a sorok és a tartószerkezet közötti árnyékolás elemzésével, a nap napi és éves szögváltozásának függvényében.
Figyelembe veszi a TracePro a Nap valós helyzetét egy adott helyre?
Igen. A Solar Emulator modul földrajzi koordináták, dátum és óra alapján határozza meg a Nap pályáját, így elemezhető a kollektor teljesítménye a nap és az év különböző szakaszaiban, és modellezhető a napkövető rendszerek (solar tracking) működése.
Van speciális kihívása ezen a területen?
Mérnökünk 1 munkanapon belül válaszol, és tanácsot ad az eszközökkel és licencelési lehetőségekkel kapcsolatban.
Kérdés mérnökünktőlA(z) TracePro szoftvert keresi?
Igényeljen 14-30 napos próbaverziót, hogy teljes körű műszaki támogatással tesztelje a(z) TracePro terméket aktuális projektje során.
TracePro próbaverzió igénylése