Khi các mô-đun hai mặt phát triển mạnh, ước tính suất phản chiếu ngày càng trở nên quan trọng hơn và với các nhà phát triển không chuẩn bị lắp đặt các trạm thời tiết để đánh giá nguồn năng lượng mặt trời, một lựa chọn phổ biến đã trở thành các phép đo tại chỗ của bên thứ ba trong thời gian ngắn chỉ một ngày. Đây có phải là sự thỏa hiệp có thể chấp nhận được giữa việc đo tại chỗ tốn kém và dữ liệu vệ tinh kém chính xác hơn không? Stefan Mau của Everoze thảo luận về những lợi ích và hạn chế tiềm ẩn của phương pháp này.
Hình ảnh: Engie Labourlec
Mặc dù đánh giá chính xác các nguồn năng lượng mặt trời là chìa khóa để đảm bảo độ tin cậy của đánh giá năng suất năng lượng, hầu hết các nghiên cứu đều chỉ dựa vào dữ liệu bức xạ vệ tinh. Các nhà phát triển năng lượng mặt trời hiếm khi dành nguồn lực để lắp đặt trạm thời tiết để thu thập dữ liệu đo đạc trên mặt đất trước khi xây dựng dự án PV, chủ yếu là do chi phí liên quan đáng kể. Chi phí vận hành một trạm thời tiết trong một năm từ 40.000 euro (43.000 đô la) đến 60.000 euro. Một tập dữ liệu vệ tinh có giá vài trăm euro.
Sự phát triển của các mô-đun hai mặt đã làm phức tạp thêm việc đánh giá các nguồn năng lượng mặt trời có sẵn. Bức xạ chiếu đến mặt sau của các mô-đun hai mặt chủ yếu được xác định bởi suất phản chiếu, là tỷ lệ giữa bức xạ hướng xuống chạm tới mặt đất và bức xạ hướng lên được phản xạ bởi mặt đất. Cũng giống như các dữ liệu khác, chẳng hạn như bức xạ toàn cầu hoặc khuếch tán, suất phản chiếu có thể thu được từ hình ảnh vệ tinh. Các nhà cung cấp dữ liệu hàng đầu cũng cung cấp thông tin này. Suất phản chiếu khó đánh giá hơn so với bức xạ hướng xuống vì nó chủ yếu bị ảnh hưởng bởi bản chất của đất. Độ phân giải dữ liệu vệ tinh, tốt nhất là khoảng 1 km² và bản chất của đất, và do đó là suất phản chiếu, có thể thay đổi đáng kể trên một khu vực tương đối nhỏ như vậy. Suất phản chiếu cũng sẽ thay đổi trong ngày, tùy thuộc vào các yếu tố như vị trí của mặt trời, mùa và thời tiết. Một giá trị suất phản chiếu hơi sai có thể dễ dàng gây ra tác động 0,5% trong đánh giá năng suất có thể ảnh hưởng đến định giá dự án với số tiền đáng kể.
Những yếu tố này dẫn chúng ta đến kết luận rằng nên đo độ phản xạ. Tuy nhiên, chi phí cho một chiến dịch kéo dài một năm vẫn là “không thể” đối với hầu hết các nhà phát triển. Ngoài ra, một số nhà cung cấp dịch vụ đề xuất các chiến dịch đo lường ngắn hạn, trong đó độ phản xạ được đo tại chỗ trong một hoặc nhiều ngày. Sau đó, phép đo này được sử dụng để hiệu chỉnh dữ liệu độ phản xạ vệ tinh.
Lợi ích ngắn hạn
Vì Everoze thường được yêu cầu sử dụng dữ liệu đã hiệu chỉnh bằng các phép đo phản xạ ngắn hạn, chúng tôi muốn đưa ra ý kiến riêng của mình về lợi ích của các phép đo ngắn hạn như vậy. Chúng tôi đã sử dụng các phép đo của trạm thời tiết đã được kiểm tra chất lượng, có sẵn công khai, bao gồm các số liệu về bức xạ toàn cầu và phản xạ, và phân tích tác động của việc hiệu chỉnh dữ liệu này bằng các phép đo phản xạ ngắn hạn từ các chiến dịch một ngày và bảy ngày.
Chúng tôi đã sử dụng dữ liệu từ Mạng lưới Ngân sách Bức xạ Bề mặt (SURFRAD) từ bảy địa điểm tại Hoa Kỳ. Dữ liệu có độ phân giải cao đã được trích xuất trong sáu năm, từ năm 2017 đến năm 2022, và được sử dụng để tính toán suất phản chiếu tham chiếu hàng tháng cho mỗi địa điểm đó, tính trung bình trong sáu năm. Ví dụ, suất phản chiếu tham chiếu cho tháng 1 là giá trị trung bình của tất cả các giá trị suất phản chiếu của tháng 1 từ năm 2017 đến năm 2022. Chúng tôi cũng đã tải xuống dữ liệu suất phản chiếu vệ tinh từ công cụ Prospect của công ty dữ liệu bức xạ mặt trời SolarGIS cho bảy địa điểm.
Everoze đã áp dụng một số kiểm tra chất lượng cho dữ liệu SURFRAD, dẫn đến việc loại bỏ một số ngày không đáng kể trong khoảng thời gian sáu năm. Sau đó, chúng tôi sử dụng suất phản chiếu của từng ngày như các chiến dịch một ngày và các khoảng thời gian bảy ngày lăn như các chiến dịch hàng tuần, hiệu chỉnh tất cả dữ liệu vệ tinh dựa trên các chiến dịch này. Cuối cùng, với công cụ thiết kế năng lượng mặt trời PVsyst, chúng tôi đã mô phỏng một tài sản PV hai mặt theo dõi một trục lý thuyết và chạy các kịch bản năng suất có suất phản chiếu SURFRAD trung bình sáu năm, suất phản chiếu vệ tinh thô và suất phản chiếu vệ tinh.
Chúng tôi đã so sánh năng suất. Chiến dịch đo lường được coi là có lợi nếu sự khác biệt giữa dữ liệu SURFRAD và độ phản xạ đã hiệu chỉnh thấp hơn sự khác biệt giữa SURFRAD và độ phản xạ vệ tinh thô. Hình bên dưới minh họa kết quả cho các chiến dịch một ngày và bảy ngày cho mỗi trong bảy địa điểm dự án.
Giá trị của đồng tiền
Kết quả cho thấy các chiến dịch một ngày nên bị loại bỏ vì chúng không có lợi trong hầu hết các trường hợp, đặc biệt là trong mùa đông. Các chiến dịch bảy ngày chủ yếu có lợi vào mùa hè. Tác giả lưu ý rằng dữ liệu từ các khu vực khác có thể dẫn đến các kết luận khác nhau. Các yếu tố khác như vị trí, chiều cao, hiệu chuẩn và tần suất vệ sinh máy đo phản xạ nên được cân nhắc cẩn thận. Everoze khuyến nghị nên đầu tư để thực hiện các phép đo trong cả năm, thay vì chỉ trong vài ngày. Có thể tốn kém trong ngắn hạn nhưng đáng giá trong suốt vòng đời của dự án.
Về tác giả: Stefan Mau là một kỹ sư điện và đã làm việc trong lĩnh vực năng lượng mặt trời từ năm 1999, bao gồm cả R&D, thử nghiệm và chứng nhận, đo lường và dịch vụ tư vấn tại Tây Ban Nha, Đức và Áo. Trước khi gia nhập Everoze, ông là liên hệ toàn cầu về dịch vụ vận hành tại các nhà máy PV tại DNV GL. Tại Everoze, ông hỗ trợ các dịch vụ PV thương mại như thẩm định, khả năng thanh toán, đánh giá năng lượng và đào tạo. Ông là thành viên của ủy ban tiêu chuẩn hóa Tây Ban Nha cho các mô-đun PV và nắm giữ một bằng sáng chế.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
