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Solar photovoltaic software/zh

From Appropedia

本文档旨在简要概述可用的光伏系统工程模拟软件。一些程序专门为光伏应用而设计,而其他程序则包含额外的可再生能源模拟功能。所提供的信息是从相应产品的网站收集的,因此可能包含有偏差或缺失的信息。希望随着时间的推移,汇编能够不断增长并变得更加准确。

比较 PV 软件技术规格的优秀资源是Geoffrey T. Klise 和 Joshua S. Stein 撰写的《用于评估光伏系统性能的模型》 - 2009 年桑迪亚报告 (SAND2009-8258)。此外,最近一篇关于光伏系统建模状态的完整概述文章是Tarn Yates 和 Bradley Hibberd 在 SolarPro (2010) 中撰写的《电网连接光伏的生产建模》 。

有关可用太阳能软件程序概况的最新概述,请参阅 Pamela Cargill 撰写的《太阳能软件生态系统》,该文发表于《太阳能专业杂志》:http://web.archive.org/web/20180903173742/http ://solarprofessional.com:80/articles/business-finance/the-solar-software-ecosystem?v=disable_pagination&nopaging=1

最近发布的用于优化混合能源系统的开源软件:太阳能单独多目标顾问(SAMA)

本文重点介绍了近年来进入市场且功能显著增强的大量新软件产品。

最佳倾斜角度和方向:https://www.solmetric.com/annualinsolation-us.html

光伏系统工程模拟

光伏仿真软件的编写
姓名成本/开源基本描述能力输出
太阳能单独多目标顾问 (SAMA) [ 1 ]免费/开源SAMA(Solar Alone Multi-objective Advisor)是一种开源(GNU GPL v3)能源系统优化器和分析器,主要集中于独立的离网太阳能光伏(PV)可再生能源系统(RES)。SAMA 允许在需要非电池备用发电的地方使用混合系统。使用 SAMA,用户可以根据电力负荷曲线和气象数据(辐射、温度和风速)找到适合其房产的混合能源系统的最佳规模。用户能够根据 SAMA 优化和计算的结果访问其最佳能源系统的经济数据。SAMA 是在 Python 3.9 中使用NumPy、Numba、time、pandas、math、matplotlib 和 seaborn开发的。
  • 混合能源系统的优化规模
  • 能源系统的经济评估
  • 能源系统技术评估
  • 农村电气化
  • 微电网分析与设计
  • 能源政策分析
  • 公共设施规划
  • 教育目的
  • 经济产出:

NPC、无激励措施下的 NPC、太阳能总成本、仅用于电网连接系统的 NPC、电网可避免总成本、电网不可避免总成本、混合能源系统可避免总成本、LCOE、无激励措施下的 LCOE、仅用于电网连接系统的 LCOE、每千瓦时电网可避免成本、每千瓦时电网不可避免成本、每千瓦时太阳能成本、运营成本、初始成本、无激励措施下的初始成本、收到的总激励措施、总运营和维护成本、支付给电网的总金额、用户支付的总金额

  • 技术成果:

光伏电力、分布式能源电力、电池能量输入、电池能量输出、可再生能源比例、LPSP、年负荷、年服务负荷、年容量短缺、过剩电力、年从电网购买的电力、年销售给电网的电力、电网排放量、分布式能源年燃料消耗量、分布式能源排放量、​​平准化排放量 (LE)

荷马专业版标准单用户:

基本(不含模块)=187.5 美元/月

专业(4 个可选模块)=$373.5/月

专家(包含所有模块)=568.5 美元/月

学术版:基础版每月 93.75 美元,专家版每月 284.25 美元

学生:每名学生每年 108.89 美元

HOMER Pro 是一款顶级微电网设计软件。它优化了混合能源系统,将可再生能源与传统资源相结合。其功能包括成本敏感性分析、多样化技术建模和系统优化。它对并网/离网设置进行建模,优先考虑弹性。凭借可定制的库、经济预测和排放量估算,它在全球范围内用于电力设计、降低成本、教育和能源意识。混合能源系统的优化和建模:
  • 光伏发电
  • 风力发电
  • 柴油发电机
  • 电网互联
  • 水能
  • 不同的存储系统
  • 生物质发电
  • 最佳系统配置
  • 系统财务分析
  • 敏感性分析
  • 能源生产和消费
  • 产能短缺
  • 电力过剩
  • 排放
  • 详细组件分析
  • 现金流量摘要
荷马网格标准单用户:

从 333 美元/月 至 665 美元/月

企业定制价格

HOMER Grid 是 HOMER Energy 的另一款产品,旨在优化电表后分布式能源系统的价值,同时降低需求费用和能源成本。它特别适合可能使用可再生能源、能源储存和热电联产的电网连接系统更好地建模:
  • 分布式发电
  • 商业规模太阳能
大部分 Homer Pro 输出加上需量电费节省
RETScreen [1]免费决策支持工具由来自加拿大政府、工业界和学术界的众多专家共同开发。该软件可在全球范围内用于评估各种可再生能源和节能技术 (RET) 的能源生产和节约、成本、减排、财务可行性和风险。该软件可以模拟各种各样的项目,从大型多阵列中央发电厂到位于商业建筑和住宅的分布式电力系统,再到工业远程风能-光伏发电机组混合电源,再到用于照明的独立电池存储系统。对于农业和供水应用,可以使用便捷的抽水工具估算抽水的每日和年度用电量。该软件(提供多种语言版本)还包括产品、项目和气候数据库以及详细的用户手册。中央电网、孤立电网和离网光伏(太阳能发电)项目的能源生产和节约、成本、减排、财务可行性和风险。
NREL太阳能顾问模型 (SAM)免费/开源SAM 允许用户调查物理、成本和财务参数变化的影响,以更好地了解它们对关键性能指标的影响。在 TRNSYS 引擎上运行。太阳能顾问模型评估了多种类型的融资(从住宅到公用事业规模)和多种技术特定成本模型,最终涵盖了所有太阳能技术计划 (SETP) 技术。目前 SAM 中代表的 SETP 技术包括聚光太阳能发电(CSP) 槽式和碟式斯特林系统以及光伏 (PV) 平板和聚光技术。SAM 使用总安装成本(即直接成本和间接成本的总和)来计算能源的平准化成本。由于成本分配到每个类别的方式不会影响总安装成本,因此您可以选择在组件类别(模块、逆变器、BOS、安装)之间分配利润、间接费用、运费和其他成本,也可以将它们作为单个值包含在间接类别(杂项)中。系统能量输出、峰值和年度系统效率、平准化电力成本、系统资本和运营维护成本以及每小时系统产量
光伏瓦特免费PVWatts 是美国国家可再生能源实验室 (NREL) 开发的一款基于网络的应用程序,用于估算并网光伏 (PV) 能源系统的能源产量和成本节约。它是太阳能行业广泛使用的工具,用于初步评估太阳能系统的性能。
  • 基于位置的输入
  • 光伏系统规格
  • 太阳能产量估算
  • 成本和投资回收期计算
  • 简化且易于访问
  • 预计空调产量
  • 年能源产出量
  • 每月能源输出量
  • 容量系数
  • 性能比
  • 系统损失
  • 能源生产估计值
  • 投资回收期
  • 太阳辐射
  • 终身储蓄
ESP-r免费/开源ESP-r 是一种集成建模工具,用于模拟建筑物的热性能、视觉性能和声性能,以及评估与环境控制系统和建筑材料相关的能源使用和气体排放。在进行评估时,该系统能够以用户确定的分辨率模拟热量、空气、湿度和电力流。可以通过 CAD 工具、内置 CAD 工具或点击网格或图像来定义建筑物几何形状。ESP-r 支持任意复杂度的建筑物表示(但大多数用户使用 10-50 个热区模型)。模型可以导出到其他评估工具,例如 EnergyPlus、Radiance(视觉模拟)或 VRML 世界。根据需要,可以定义组件网络来表示 HVAC 系统、分布式流体流动(用于建筑物侧空气或工厂侧工作流体)和配电系统。或者,用户可以使用理想化的环境控制进行早期设计阶段的探索。交互式结果分析模块用于提供模拟结果的多种不同视图,进行各种绩效评估并探索评估领域之间的相互作用。提供工具以构建综合绩效视图,该视图总结了一系列相关标准的绩效。分析范围基本上不受限制,数据可以导出到其他分析和绘图工具(但许多用户发现他们很少需要访问电子表格)。
SolarGIS - 光伏规划器100x100 公里区域 – 120 欧元;大区域(大陆) – 450 欧元;全球覆盖 – 2000 欧元SolarGIS - pvPlanner 是专业的新一代在线模拟工具,用于场地勘探、预可行性和预设计评估、光伏屋顶系统或发电厂的产量评估,带有水平编辑器。模拟方法采用了太阳辐射和光伏建模方面的最新知识和最佳实践。最近(2011 年 2 月)的 IEA SHC Task 36 数据比对活动已独立证实 SolarGIS 是目前市场上性能最佳的太阳辐射数据库。pvPlanner 基于此数据源。主要特点:
  • 轻松搜索位置或屋顶,
  • 模拟各种技术选择
  • 固定安装、单轴和双轴跟踪,
  • 模块技术 - c-Si、a-Si、CIS/CIGS、CdTe 等。
  • 模拟光伏组件对辐照度和温度的角反射率和非线性响应,
  • 用户选择的逆变器效率、直流和交流损耗和可用性。
  • 新一代交互式地平线编辑器。高性能报告生成引擎,可快速、标准化地记录结果。
完整的 PV 报告(示例)以 .pdf 格式提供。它包含:场地信息、PV 系统信息、地理位置、地形水平和日照长度、全球水平辐射和气温 - 气候参考、全球平面辐射、启动时的 PV 电力生产、系统损耗和性能比。
英塞尔免费学习版;完整版 1500 欧元;最低版本 500 欧元;学生完整版 75 欧元INSEL 是一个模块化模拟环境,用于理解、规划、监控和可视化能源系统。INSEL 是一种通用图形编程语言,原则上可以解决任何计算机模拟问题。INSEL 的应用领域涵盖太阳辐照度模拟、光伏和太阳能热应用等主题。INSEL 是解决数学模型的计算引擎,而首先选择了一种名为 HP VEE 的商业可视化工具来以图形方式构建模型。INSEL 的核心组件是 inselEngine,它是一个完整的编译器,可以解释和执行用 INSEL 语言编写的应用程序或图形预处理器(例如 HP VEE)。INSEL 的核心组件是 inselEngine,它是一个完整的编译器,可以解释和执行用 INSEL 语言编写的应用程序或图形预处理器(例如 HP VEE)。用户可编程环境 inselUB 可以在其中以非常结构化的方式构建几乎所有领域的工程应用。支持所有标准编程语言,如 Fortran、C++。包括各种图形和数字输出,这些输出可以是内置的,也可以是用户定义的。这些输出可能涉及光伏系统的不同组件,包括但不限于最佳光伏模块参数和推荐模型、年产量能量输出、IV 曲线、电池温度分布及其对电池、阵列和电站性能的相应影响、固定、1 轴跟踪和 2 轴跟踪的效率比较,以及倾斜固定角度的效率增益或损失。
太阳能设计工具每月 50 美元,免费试用 14 天,之后所有许可证套餐均免费,直至 2018 年促销期结束。查看其定价页面上的任何定价更新。SolarDesignTool 是一款在线工具,太阳能专业人士可以使用它来在线设计和生成住宅电网系统的完整许可证包。该工具允许用户使用 xml 屋顶模型或工具的内置航拍图像跟踪工具来定义安装区域/屋顶区域。用户可以定义任意数量的屋顶面,并要求系统的阵列适合这些定义的区域。然后,该工具将引导每个用户完成指定每个阵列组件详细信息的步骤。这些步骤允许您使用其系统构建器创建一个系统,您可以在其中输入系统的模块、逆变器、支架系统、模块布局以及系统所需的串配置。您还可以通过添加阵列来创建具有多个逆变器的系统。生成完整的许可证包、生成系统设计和其他面向客户的文档、串大小、面板和逆变器比较、阵列布局设计、MPPT 支持、机架支持、多逆变器支持、微型逆变器支持、定义屋顶面和障碍物、定义约束、导入 3D 数据、共享功能列出提供的设计参数的所有可能系统配置。系统比较表,系统的摘要报告。报告包括以下数据:安装地点的记录低温和平均高温、阵列的 STC DC 输出、阵列的 PTC DC 输出、阵列的 CEC 输出、逆变器和模块的数量、型号名称和规格、阵列面积、最大交流输出电流、每个屋顶面的尺寸和阵列布局以及每排模块的距离。它还包括屋顶的基本示意图,包括屋顶面和布局的长度和宽度尺寸。报告提供 HTML 和 PDF 格式。
极光太阳能软件[ https://www.aurorasolar.com/基本许可证:159 美元/用户/月;高级许可证:259 美元/用户/月;企业用户自定义定价端到端的太阳能设计和销售解决方案,允许太阳能承包商使用卫星图像快速、远程地为场地设计准确的太阳能设计,估算它将产生多少能量以及由此产生的节省,模拟不同的融资方案,并制定定制的销售方案。该软件可以模拟商业和住宅太阳能系统。主要特点:
  • 估算建筑能耗概况
  • 创建精确的 3D 场地模型
  • 远程着色分析
  • 光伏系统设计
  • 性能模拟
  • 太阳能使用后账单估算
  • 财务分析
  • 可定制的销售提案
精确的 3D 场地模型、可靠的阴影报告、系统设计、物料清单(基于选定的组件)、单线图、可定制的销售提案。
PV F 图单个用户 400.00 美元

教育网站 600.00 美元

PV F-CHART 是一款综合性的光伏系统分析和设计程序。该程序提供一天中每个小时的月平均性能估计值。计算基于威斯康星大学开发的方法,该方法使用太阳辐射可用性来解释辐射和负载的统计变化。可以对公用设施接口系统、电池存储系统和独立系统进行建模。包括固定、1 轴和 2 轴跟踪以及集中器跟踪选项。包括 300 多个位置的天气数据、能够包含其他天气数据、快速执行、每月的每小时负载曲线、统计负载变化、买入/卖出成本差异、买入/卖出的时间费率、现金流的生命周期经济学以及每月参数变化。图形和数字输出采用英制和 SI 单位。系统性能结果、效率、负载、经济性摘要、生命周期成本、设备成本、初始投资、太阳能分数等。
光伏系统Pro30 1 年订阅:一台机器许可证约 950 欧元;

高级 1 年订阅:单机许可证约 1,235 欧元

PVSYST 4.33 是一款用于研究、定型、模拟和分析完整光伏系统的 PC 软件包。它适用于并网、独立、泵送和直流电网(公共交通)系统,并提供广泛的气象和光伏组件数据库。该软件面向建筑师、工程师和研究人员,拥有非常有用的教育工具。它包含广泛的上下文帮助,详细说明了所使用的程序和模型。工具包括气象数据库管理,带有图形显示或数据表。PVsyst 包含全球约 330 个站点的数据库。自 PVsyst 4.3 版以来,您可以轻松地从许多流行的气象来源(Meteonorm、Satellight、US TMY2、Helioclim-2、WRDC、NASA-SSE、PVGIS-ESRA 和 Retscreen 软件的完整数据库)导入气象数据。自定义气象文件可以以任何 ASCII 格式轻松导入(例如从 NSRDB 导入)。组件数据库包含超过 1750 个 PV 模块、650 个逆变器、近 100 个太阳能泵和数十个电池或调节器模型。根据常见的制造商数据表,可以轻松自定义更新数据库。大量输出太阳几何信息(太阳路径、入射角等);倾斜平面上的晴空辐照量;倾斜平面上的快速气象计算,包括地平线、遮阳棚或遮阳板;用于平面方向优化的转置因子图;根据月值生成每小时合成气象文件;每小时气象图和倾斜平面上的辐照计算,还可与晴天模型进行图表比较;各种组件行为图表(光伏模块、电池、泵);部分遮光、不匹配或双重方向下的电气光伏阵列行为;工作电压优化工具。
电信网络系统教育用途(10 个用户许可证)2,530 美元,商业用途(单用户许可证)5,060 美元TRNSYS 是一个具有模块化结构的瞬态系统模拟程序。它识别系统描述语言,用户可以使用该语言指定构成系统的组件及其连接方式。TRNSYS 的模块化特性为程序提供了极大的灵活性,并方便将标准 TRNSYS 库中未包含的数学模型添加到程序中。TRNSYS 非常适合对任何行为依赖于时间推移的系统进行详细分析。TRNSYS 已成为世界各地研究人员和工程师的参考软件。主要应用包括:太阳能系统(太阳能热能和光伏系统)、低能耗建筑和 HVAC 系统、可再生能源系统、热电联产、燃料电池。开放式
太阳能Solar Pro 是由日本 LaPlace 系统公司开发的产品,用于计算太阳能电池阵列在不同物理和阴影变化下产生的电力。用户可以确定建筑物或物体阴影的影响,从而实现最佳设置和模块设计。系统根据各公司每种产品的电气特性,准确快速地计算太阳能电池模块的IV曲线。该软件根据太阳能电池所在地的海拔、经度和大气条件计算发电量,使用户获得精确的结果。Solar Pro从功率计算和系统成本输入数据中快速找出光伏系统财务分析所需的信息。IV曲线、发电、生命周期分析。
光伏设计专业太阳能设计工作室 CD-ROM 售价 249.00 美元PV Design Pro-G 是一套兼容 Windows 95、98、NT 和 Win2000 的软件,旨在根据用户选择的气候和系统设计,模拟一年内每小时的光伏能源系统运行情况。Solar Design Studio CD-ROM 中包含三个版本的 PV-DesignPro 程序:“PV-DesignPro-S”适用于带电池存储的独立系统,“PV-DesignPro-G”适用于不带电池存储的电网连接系统,“PV-DesignPro-P”适用于水泵系统。这些程序的目的是通过提供有关可能的系统功率输出和负载消耗、系统运行期间所需的备用电源以及安装拟议系统的财务影响的准确而深入的信息来帮助光伏系统设计。PV-DesignPro 针对的是那些认为自己是专业光伏系统设计师和研究人员的个人,但其完成方式使新手设计师能够评估系统设计。按月份划分的太阳能分数图表;按月份划分的电池充电状态(最大值、平均值、最小值);年度绩效表(产生的能量、必要的备用能量和充电状态);年度能源成本分析,包括基于购买能源成本和任何出售的光伏能源的预期现金流;生命周期成本分析,即基于系统成本、备用能源成本、出售能源价格、维护和更换成本以及系统估计寿命对系统设计的全面形式分析。计算回报率,即系统每千瓦时的总价格和回收年限;可以查看涵盖一年中每个小时的图表,包括电池 SOC、电池电压、水平表面上的太阳辐射、阵列上的太阳辐射、负载和备用瓦数、面板效率、面板电池温度、入射角、倾斜角和方位角。
光伏*太阳能单个用户 398.00 美元PV*SOL basic 的创建旨在通过易于使用且直观的用户界面让一切变得快速而简单。该程序由 Valentin Software 20 多年的行业太阳能销售、设计和模拟工具开发经验提供支持。设计包含多达 1,000 个模块的系统(最多 300kWp,具体取决于 PV 模块尺寸)。Photo Plan 允许您将 PV 阵列放在客户房屋的数码照片上,同时根据数码照片确定屋顶尺寸和间距。根据安装面积、房屋的数码照片、客户负载或所需的 kWp 确定系统尺寸。根据 NEC 温度要求自动选择逆变器和确定串大小。自动计算电缆尺寸和损耗。通过地图或邮政编码选择气候数据。综合财务分析。所有主要美国太阳能市场的公用事业费率和激励措施,由项目位置预先选择。集成数据库包含 1,000 多个美国气候位置、6,000 多个 PV 模块和 1,200 个逆变器。自动互联网更新使数据库保持最新状态。客户报告包含系统信息、生产细节、系统财务状况和照片逼真的阵列。
  • 系统生产数据
  • 使用用户可定义的字段、表格和图形重新格式化报告
  • 财务分析
  • 数组布局
  • 如果使用照片计划,则为带有阵列的建筑物的数字图像
PV*SOL 专家$1480针对光伏系统的具有 3D 可视化和详细阴影分析的动态模拟程序。PV*SOL Expert 可以对光伏系统进行 3D 可视化,并根据 3D 对象计算阴影。该程序计算由程序中输入的对象引起的屋顶区域阴影的频率分布。结果以图表形式显示。这样就可以对要覆盖的屋顶区域做出初步决定。3D 模式下的可视化为用户提供了一天或一年内阴影变化的重要信息。以 10 分钟为间隔模拟遮光,产量模拟考虑了每个模块的精确遮光率。易于使用的模块与逆变器配置,自动和手动光伏模块屋顶覆盖,考虑受限区域,动画可视化任何时间点的遮光过程,可视化光伏区域每个点的年度辐射减少,优化光伏模块覆盖范围和与遮光情况相对应的配置。
蓝晶BlueSol Express
490.00 欧元

BlueSol Design
790.00 欧元
BlueSol 是一款适用于全球各个国家/地区的光伏系统设计的软件。它允许您执行光伏系统设计的整个过程,从初步的可生产性评估到项目文档的实现。BlueSol

Express 是轻松设计的基础版本,BlueSol Design 具有用于完整项目管理的高级功能。
使用向导或直接编辑来确定光伏系统的尺寸;插入和验证电缆和电气元件;集成 CAD 系统以在平面图中排列模块、串、电缆、面板和逆变器;布局的 3D 可视化,模拟附近障碍物的阴影并评估表面的辐射;自动创建电气方案;用户指定的辐射,来自 NASA-SSE 全球数据,或从 PVGIS 导入;详细的经济分析。项目的技术文档以可编辑的 Word 文档形式生成,这些文档是从可定制的模板中获得的:
  • 技术报告
  • 经济报告
  • 电缆清单
  • 电气元件清单
  • 用户创建的文档

有一个集成的 RTF 编辑器可用。

i-Pals 网页¥50,000/免费试用版i-Pals WEB 是一款光伏模拟软件。它可让您以高精度估算住宅和商业项目。

i-Pals 展示操作流程,并具有默认设置,以便人们轻松上手。每个功能自动完成,使操作更加简单。您可以在 15 分钟内完成一个项目*。

  • 存在个体差异。

主要特点如下
・ 不同安装区域的明显比较。
・ 高度可定制;灵活且快速。
・ 包含设计工具和模拟工具的一体化软件。
・ 轻松实现项目的统一管理。
・ 模块布局、串设计的详细设置。

该软件支持用户设计布局,设计字符串,

进行估算,模拟发电和阴影恶化,比较不同的项目。
它还包括阴影图模拟器,可以清楚地向您显示每小时的阴影。发电使用 JIS 公式(日本详细公式)考虑阴影衰减,并使用 NASA 数据作为辐射数据。

发电量(年、月和日)、阴影图、系统图、投资回收期、施工估算、电缆长度计算器。
DEKSOSFT 光伏[2]每年 93 欧元PHOTOVOLTAICS 是一款专门用于计算光伏系统发电量的程序。当前版本支持以下系统:

带有与配电系统相连的转换器的光伏电站 带有与配电系统相连的逆变器和电池的光伏电站 带有逆变器和将剩余热量积累为热水的光伏电站 专为热水加热设计的光伏电站

计算步长为10分钟

用户可选择输入功耗曲线和每个元件效率的详细信息,可以使用 3D EDITOR 程序评估太阳能电池板的阴影,使用 DesignBuilder Results Viewer 查看结果的详细视图,详细计算热水存储以优化两种技术解决方案的负载(双价托盘、两个独立托盘)

能源生产和节约。

Appropedia 资源

  • 用于优化混合能源系统规模的全新开源工具-SAMA

SAMA 主页

如何使用 SAMA

与 SAMA 一起调查的案例研究

其他

  1. PV*express 是一款快速简便的并网光伏系统设计程序。
  2. PV*SOL 是一个功能齐全的动态模拟程序,用于设计和计算光伏系统性能。
  3. PV*SOL Expert 是用于建模光伏系统性能的新型 3D 设计工具。
  1. 用户:Seyyed Ali Sadat;用户:JMPearce (2023)。“免费开源微电网优化工具:SAMA 太阳能单独多目标顾问”(开源软件)。自由适当可持续性技术 (FAST) 研究小组。加拿大。doi https : //doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117686
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