지구 표면의 태양 복사와 관련된 거의 모든 계산은 현재 지상 측정 또는 위성 관측에서 얻은 시간당 값과 같은 통합 방사선 값으로 수행됩니다. 이러한 방사선 평균을 사용하는 것은 구름에 의해 유발 된 간헐적의 대부분을 무시한다는 점에 주목했지만 (Suehrcke &McCormick, 1988), 광전지 (PV) 시스템의 성능 예측을 포함하여 시간별 계산 접근법이 계속 사용되고 있습니다.
.McCormick &Suehrcke (2018)는 통합 데이터 (예 :시간당)의 사용이 PV 시스템 계산에서 태양 방사선과로드의 가변성을 숨 깁니다. 그림 1은 호주 Geraldton에서 부분적으로 흐린 날을위한 1 분 및 시간당 태양 방사선의 플롯을 보여줍니다. 그림에서, 간헐적 방사선의 주파수가 너무 높기 때문에 시간당 평균 값이 너무 높기 때문에 시간별 데이터에는 1 분 시간 척도에서 나타나는 변동이 없다는 것이 쉽다.
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PV 어레이에 의해 전달되는 총 에너지가 주요 관심사 인 과거 계산에서, 평균 태양 복사의 사용은 일반적으로 만족스러운 결과를 얻었습니다. 이는 PV 어레이의 출력이 PV 어레이가 최대 전력 지점에서 작동 될 때 태양 복사 입력으로 거의 선형으로 상승한다는 사실로부터 이해할 수 있습니다. 그러나 PV 시스템에서 배터리 스토리지 사용이 증가하고 전기 네트워크에 영향을 미치는 변동성으로 인해 계산에서 평균 방사선 및 부하 값을 사용하는 것이 더 이상 적절하지 않을 수 있습니다.
2018 년 McCormick &Suehrcke의 연구에서 제기 된 한 가지 문제는 태양 복사 (및 부하) 변동성이 PV 시스템 배터리의 수명, 특히 리튬 이온 배터리의 수명에 미치는 영향입니다. 현재 대부분의 태양열 배터리의 저하는 배터리가 반복적으로 완전히 배출되고 충전되는 표준 사이클을 사용하여 테스트됩니다. 배터리 용량이 일정 비율 (예 :20%)만큼 저하시키는 데 필요한 사이클 수를 사용하여주기 수를 일주주기 수 또는 집계 에너지 방전 처리량과 관련하여 배터리 수명을 추정하는 데 사용됩니다.
표준 테스트주기는 맑은 날 동안 운영 태양열 배터리 경험과 잘 어울리지 만 그림 1에 표시된 것과 같이 부분적으로 흐린 날에는 배터리 작동과 관련이 없습니다. McCormick &Suehrcke (2018)의 시뮬레이션은 배터리 전류가 배터리 전류가 예측하는 것보다 부분적으로 더 가변적 일 수 있으며, 배터리 전류가 훨씬 더 가변적 일 수 있음을 시사 할 수 있음을 시사 할 수 있으며, 배터리 전류가 훨씬 더 가변적 일 수 있음을 시사합니다. 현재 (그림 2 참조). 또한, 부분적으로 흐린 날에 배터리 안팎으로 에너지 전달은 최대 2 개의 전체 배터리 충전 및 배출주기를 나타낼 수 있습니다. 태양계에서 배터리의 작동 조건을보다 현실적으로 나타내는 테스트 프로토콜이 필요합니다.
배터리가 PV 배열 크기에 비해 적은 경우, 1 분 및 시간 입력 데이터가있는 PV 시스템 시뮬레이션은 태양열 배터리가 때때로 시간별 데이터보다는 분만으로 더 천천히 충전되는 것을 제안합니다 (그림 3은 그림 1 및 2에서 검사 한 날의 예를 제공합니다). 이 놀라운 결과는 배터리가 허용 할 수있는 최대 전하 전류 (일반적으로 최대 C- 속도로 표현 됨)에서 이해할 수 있습니다. PV 어레이의 크기에 비해 작은 배터리 용량의 경우 변동하는 분 전류가 최대 배터리 전류를 종종 초과 할 수 있으므로 PV 어레이에서 사용 가능한 일부 에너지를 저장할 수 없습니다. 반면에 평균 시간당 배터리 전류의 경우, 기복을 부드럽게하는 평균 전류는 평균 전류가 최대 배터리 전류에 도달하지 않을 수 있으므로 수집 된 모든 PV 에너지가 저장되는 것을 잘못 예측할 수 있습니다. 후자의 문제는 태양열 배터리의 에너지 보안을 예측하는 데 중요 할 수 있습니다.
이 결과는 최근 저널 Solar Energy 에 발표 된 PV 시스템의 성능에 대한 간헐적 태양 방사선의 효과라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작품은 Paul G. McCormick과 Harry Suehrcke, Solarsim Pty Ltd, Western Australia University 및 James Cook University가 수행했습니다.
참조 :
- Suehrcke, Harry and McCormick, Paul G. vol. 40, pp. 413-422, 1988.
