Inžinierske výzvy v odvetví solárna energia
Solárne koncentrátorové systémy (CPV, CSP) vyžadujú presný optický návrh na sústredenie slnečného svetla na malú plochu fotovoltaického článku alebo tepelného absorbéra. Aj malé chyby v tvare Fresnelovej šošovky, parabolického zrkadla alebo koncentrátora CPC sa prejavia ako nerovnomerné osvetlenie článku — čo vedie k horúcim miestam a zhoršeniu výkonu.
Klasické ploché fotovoltaické panely tiež profitujú z optickej simulácie — modelovanie antireflexných povlakov, analýza tienenia od rámov a montážnych konštrukcií a optimalizácia uhla sklonu a geometrie poľa modulov. TracePro umožňuje kompletnú systémovú analýzu — od zdroja (model slnka s uhlovou distribúciou), cez koncentrátorovú optiku, až po distribúciu fluencie na článku.
Ako náš softvér podporuje návrh?
| Produkt | Rola v tejto oblasti |
|---|---|
 | Koncentrátory CPV (Fresnel, parabolické, CPC), analýza tienenia, rovnomernosť osvetlenia článku |
 | Návrh Fresnelových šošoviek a kolimačnej optiky pre systémy CPV |
 | Simulácia detekčných a monitorovacích systémov v solárnych inštaláciách s optickými spojmi |
Príklad aplikácie: optimalizácia pevného solárneho kolektora pre viacero pozícií slnka
Návrhové predpoklady
Cieľom projektu bolo navrhnúť a optimalizovať pevný solárny kolektor bez sledovania, ktorý maximalizuje tok žiarenia dosahujúci prijímač počas dňa, napriek meniacej sa pozícii slnka na oblohe. Celý proces, od stavby modelu cez analýzu až po optimalizáciu, bol vykonaný v TracePro.
Model kolektora v TracePro
Geometria koncentrátora a prijímača bola vytvorená priamo v TracePro alebo importovaná zo systému CAD, potom jej boli priradené vlastnosti povrchu (odrazivosť zrkadla, absorpcia prijímača) a materiálové vlastnosti. Po definovaní solárneho zdroja so skutočnou uhlovou distribúciou bolo vykonané sledovanie lúčov a analýza distribúcie toku a ožiarenia na povrchu prijímača.
Analýza pozície slnka v module Solar Emulator
Pomocou modulu Solar Emulator, na základe geografických súradníc a daného časového intervalu (dátum, hodina, časové pásmo), bola určená skutočná trajektória slnka na oblohe. To umožnilo posúdiť výkon systému v rôznych denných a ročných obdobiach a porovnať výkon pevného kolektora s variantom so sledovaním slnka.
Optimalizácia geometrie
V interaktívnom optimalizátore TracePro boli definované premenné popisujúce geometriu koncentrátora spolu s cieľovými operandmi zameranými na maximalizáciu toku dosahujúceho prijímač. Po počiatočnom priechode sledovaním lúčov na overenie nastavení bola vykonaná automatická optimalizácia profilu, čo zlepšilo koncentráciu a rovnomernosť osvetlenia na absorbéri.
Ladenie pre viacero pozícií slnka
Kľúčový krok pre pevný kolektor: bola definovaná sada zdrojov zodpovedajúca postupným pozíciám slnka počas dňa a geometria bola optimalizovaná súčasne pre všetky tieto konfigurácie (Source Configuration). Takto jeden pevný tvar poskytuje dobrú produkciu energie v širokom rozsahu uhlov dopadu, nielen okolo poludnia.
Overený návrh
Simulácia umožnila vybrať geometriu kolektora, odhadnúť produkciu energie počas denného cyklu a porovnať návrhové varianty pred stavbou prototypu. Hotový model poskytol údaje potrebné na výrobu prvku a vykonanie ďalších testov, čím sa znížili nákladné hardvérové iterácie.
Často kladené otázky
Solárna energia
Zahŕňa TracePro spektrálny model pre slnečné žiarenie AM1.5?
Áno. TracePro zahŕňa štandardné spektrá AM0 (extraterestriálne) a AM1.5 (na úrovni mora, norma IEC 60904-3), ktoré je možné priamo použiť ako zdroj v solárnych simuláciách.
Môže byť simulované tienenie medzi radmi FV panelov?
Áno. TracePro umožňuje modelovať viacradové FV inštalácie, analyzovať tienenie medzi radmi a od montážnej konštrukcie v závislosti od uhla slnka počas dňa a roka.
Zohľadňuje TracePro skutočnú pozíciu slnka pre danú lokalitu?
Áno. Modul Solar Emulator určuje trajektóriu slnka na základe geografických súradníc, dátumu a času, čo umožňuje analyzovať výkon kolektora v rôznych denných a ročných obdobiach a modelovať správanie systému sledovania slnka.
Máte špecifickú výzvu v tejto oblasti?
Náš inžinier odpovie do 1 pracovného dňa a poradí s nástrojmi a licenčnými možnosťami.
Poslať otázku inžinieroviHľadáte softvér TracePro?
Získajte 14-30 dňovú skúšobnú verziu na vyskúšanie TracePro s plnou technickou podporou počas vášho aktuálneho projektu.
Získať skúšobnú verziu TracePro