PVLIB - 辐照产生的直流电 - 简单计算

Question

尊敬的 pvlib 用户和开发者。

我是一名计算机科学研究员，并不是特别擅长太阳能电池板的模拟或建模。我对使用 pvlib 很感兴趣，因为 我们正在尝试模拟用于物联网的小型太阳能电池板的工作 应用程序，特别是面板规格如下： 最大效率 12.8%，Vmp = 5.82V，尺寸 = 225 × 155 × 17 mm。

在使用 pvlib 之前，我的一位合作者编写了一个代码来计算 辐照度直接来自用 PVWatt 计算的月平均值。 我不是很满意，所以我们开始使用 pvlib。 在旧代码中，我们将面板的功率和电流计算为：

W = 辐照 * PanelSize(m^2) * 效率 A = W / Vmp

使用 PVWatt 获得的马德里辐照，这是 我的合作者使用了什么： D辐照度 = (2030.0,2960.0,4290.0,5110.0,5950.0,7090.0,7200.0,6340.0,4870.0,3130.0,2130.0,1700.0) 我试图了解 pvlib 计算的值是否类似于上述值，作为每个月一天的平均值。以及当天的生产曲线。 我写这个是为了比较 pvlib 和我们的旧模型：

import math
import numpy as np
import datetime as dt
import matplotlib.pyplot as plt 
import pandas as pd
import pvlib
from pvlib.location import Location

def irradiance(day,m):
    DIrradiance =(2030.0,2960.0,4290.0,5110.0,5950.0,
                 7090.0,7200.0,6340.0,4870.0,3130.0,2130.0,1700.0)
    madrid = Location(40.42, -3.70, 'Europe/Madrid', 600, 'Madrid')
    times = pd.date_range(start=dt.datetime(2015,m,day,00,00), 
                      end=dt.datetime(2015,m,day,23,59), 
                      freq='60min')
    spaout = pvlib.solarposition.spa_python(times, madrid.latitude, madrid.longitude)
    spaout = spaout.assign(cosz=pd.Series(np.cos(np.deg2rad(spaout['zenith']))))
    z = np.array(spaout['cosz'])
    return z.clip(0)*(DIrradiance[m-1])

madrid = Location(40.42, -3.70, 'Europe/Madrid', 600, 'Madrid')
times = pd.date_range(start = dt.datetime(2015,8,15,00,00),
                  end = dt.datetime(2015,8,15,23,59), 
                  freq='60min')

old = irradiance(15,8)              # old model
new = madrid.get_clearsky(times)    # pvlib irradiance 
plt.plot(old,'r-')                  # compare them.
plt.plot(old/6.0,'y-')             # old seems 6 times more..I do not know why
plt.plot(new['ghi'].values,'b-')
plt.show()

上面的代码使用天顶角计算旧辐照度。并使用 clear_sky 计算 ghi 值。我不明白 ghi 中的值是否也必须乘以 zenit 的 cos。反正 它们小了 6 倍。我最后想要的是 没有任何逆变器的面板 (DC) 输出的功率和电流，以及 我们对精确建模并不真正感兴趣，但至少， 有一个合理的曲线。我们能够从面板上捕获安培 产生，我们想比较测量值 屋顶上的面板，上面有 pvlib 计算的值。

对此的任何帮助都会非常感激。谢谢

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对不起，我不太关心我以前的模型，因为我想将所有代码移动到 pvlib。我听从了你的建议，我正在使用 irradiance.total_irrad，代码现在看起来是这样的：

madrid = Location(40.42, -3.70, 'Europe/Madrid', 600, 'Madrid')
times = pd.date_range(start=dt.datetime(2015,1,1,00,00), 
                  end=dt.datetime(2015,1,1,23,59), 
                  freq='60min')
ephem_data = pvlib.solarposition.spa_python(times, madrid.latitude, 
madrid.longitude)
irrad_data = madrid.get_clearsky(times)
AM = atmosphere.relativeairmass(ephem_data['apparent_zenith'])
total = irradiance.total_irrad(40, 180,
        ephem_data['apparent_zenith'], ephem_data['azimuth'],
        dni=irrad_data['dni'], ghi=irrad_data['ghi'],
        dhi=irrad_data['dhi'], airmass=AM,
        surface_type='urban')
poa = total['poa_global'].values

现在，我知道 POA 上的辐照度，我想以安培计算输出：它只是

(poa*PANEL_EFFICIENCY*AREA) / VOLT_OUTPUT   ?

Answer 1

我不清楚您是如何得出DIrradiance 的值或单位是什么，因此我无法评论这些值之间的差异。我猜这是某种月度数据，因为有 12 个值。如果是这样，您需要计算〜每小时的 pvlib 辐照度数据，然后将其整合以检查一致性。

如果您的模块会倾斜，您需要使用转置模型将 ~ 小时辐照度 GHI、DNI、DHI 值转换为阵列平面 (POA) 辐照度。 irradiance.total_irrad 函数是最简单的方法。

接下来的步骤取决于您的模块的 IV 特性、电路的其余部分以及您需要模型的准确度。