Narzędzia do projektowania i analizy wydajności instalacji fotowoltaicznych są obecne na rynku od wielu lat. Jednym z najpopularniejszych z nich jest program PVsyst, którego początki sięgają roku 1992 [1].
Inny znany i zaawansowany program to PV SOL [2]. Oba są ciągle rozwijane i oferują duże możliwości jeśli chodzi o kompleksowe projektowanie i symulacje instalacji PV. Programy te przeznaczone są głównie do projektowania i symulacji parametrów dużych instalacji PV. Szybki rozwój fotowoltaiki - jak również zmiany w oczekiwaniach klientów, szczególnie tych którzy inwestują w instalacje prosumenckie – spowodował, że na rynku pojawiają się nowe narzędzia. Coraz częściej są one prostsze w obsłudze, oferują tylko podstawowe funkcje ale jednocześnie są w pełni funkcjonalne. Często są one dostępne on-line na stronach twórców oprogramowania albo też na stronach dostawców komponentów fotowoltaicznych. Przykładem takiego podejścia jest aplikacja Solar Edge Designer [3]. Jeszcze innym znanym i często używanym narzędziem jest aplikacja PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) dostępna na stronie JRC (The Joint Research Centre). JRC to zaplecze badawczo-naukowe Komisji Europejskiej, które zatrudnia naukowców do prowadzenia badań w celu zapewnienia niezależnego doradztwa naukowego i wsparcia polityki UE.
Podczas Targów Przemysłu Odnawialnych Źródeł Energii SOLAR ENERGY EXPO 2023 swoje autorskie oprogramowanie SOLCAD prezentowała firma TMSYS z Krakowa.
SOLCAD jest to polska aplikacja przeznaczona do projektowania i kalkulacji rentowności instalacji fotowoltaicznych. Oprogramowanie oferuje całkiem spore możliwości, w tym pozwala na wybór lokalizacji projektu, tworzenie modelu przestrzennego a także konfigurację rozmieszczenia modułów, połączeń i urządzeń peryferyjnych.
Rys. 1. Oprogramowanie ekran programu SOLCAD – źródło TMSYS storna programu SOLCAD, prezentacja działania programu [5]
W porównaniu z opisywanymi na wstępie programami, narzędzie SOLACAD jest nowością na runku fotowoltaicznym. Swoją premierę miało w sierpniu zeszłego roku. Firma TMSYS zajmuje się modelowaniem 3D oraz rozwojem oprogramowania typu CAD. Oferowane przez nią oprogramowanie SOLCAD pozwala na:
- wybór lokalizacji projektu w Google Maps,
- stworzenie modelu przestrzennego,
- automatyczne rozmieszczenie modułów,
- kalkulację uzysku,
- konfigurację różnych wariantów rozmieszczenia i połączeń paneli,
- dobór urządzeń peryferyjnych,
- kalkulację opłacalności inwestycji i wyliczenie czasu amortyzacji,
- wygenerowanie raportu.
Wybór lokalizacji jest funkcją także dostępną w aplikacji PVGIS. Użytkownik ma możliwość wywołania mapy, wskazania adresu punktu lub współrzędnych geograficznych. Wszystkie dane związane z nasłonecznieniem terenu i warunkami pogodowymi są wczytywane automatycznie. System zapewnia najnowsze dane z serwisu Solargis. Użytkownicy mogą skorzystać z interaktywnej mapy, aby wygodnie sprawdzić dane klimatyczne. Jak twierdzą twórcy oprogramowania, w przypadku lokalizacji nieuwzględnionych w programie warunki są interpolowane przy użyciu danych satelitarnych i sąsiednich naziemnych stacji pomiarowych.
Rys. 2. Wybór lokalizacji w programie SOLAR CAD - źródło TMSYS storna programu SOLCAD, prezentacja działania programu [5]
Dane takie, jak kontury budynków, drzew i innych obiektów, są zamieniane automatycznie przez aplikację na modele przestrzenne 3D. W oparciu o tak przygotowany model powstają wizualizacje projektu.
Ciekawą funkcją, jaką oferuje oprogramowanie jest możliwość automatycznego rozmieszczenia modułów. Można to zrobić na wybranym obszarze dachu lub konstrukcji nośnej. Co ważne, użytkownik może także dokonać korekty ułożenia zaproponowanego przez algorytm lub rozmieścić moduły według własnego uznania. Ponadto oprogramowanie dysponuje informacjami o gabarytach paneli, a także o wymogach technologicznych związanych z montażem.
Rys. 3. Automatyczne rozmieszczenie modułów PV - SOLAR CAD, źródło TMSYS storna programu SOLCAD, prezentacja działania programu [5]
Po wybraniu miejsca montażu, rodzaju oraz ilości paneli, program umożliwia wyliczenie całkowitej mocy uzyskiwanej z wybranej konfiguracji paneli. Oprogramowanie przeprowadza obliczenia i dostarcza informacje o uzysku energii w skali dnia, tygodnia czy roku.
SOLCAD daje możliwość stworzenia dowolnej ilości konfiguracji samych paneli, jak i łączenia ich w dowolne „stringi”. Funkcja ta pozwala na analizę rentowności każdego z takich wariantów.
W procesie projektowania kompletnej instalacji PV duże znaczenie ma także właściwy dobór urządzeń peryferyjnych, takich np. jak falowniki, magazyny energii czy optymalizatory. Dysponując parametrami wynikającymi z ilości i rodzaju paneli, a także ich wydajności, program podpowiada jakimi parametrami powinny dysponować urządzenia peryferyjne. Dodatkowo dobierze odpowiedni falownik, a także wskaże, czy należy zastosować optymalizację.
W przypadku dużych instalacji szczególnie ważne są symulacje dotyczące kwestii ekonomicznych, takich jak m.in. czas zwrotu inwestycji. Za pomocą SOLCAD można przeprowadzić końcowe analizy ekonomiczne potwierdzające zasadność zakładanej inwestycji i etapy jej zwrotu. Dodatkowo użytkownik może wprowadzać własne parametry, takie jak zmienność cen w czasie, indywidualne taryfy, amortyzacje urządzeń i dokonywać analiz rentowności w każdym indywidualnym przypadku.
Aplikacja pozwala wygenerować raport a także profesjonalny schemat elektryczny z wszystkimi niezbędnymi danymi dla zakładu energetycznego.
Jak wspomniano na wstępie, oferta programów i aplikacji wspomagających projektowanie i analizę instalacji fotowoltaicznych jest bogata. Cieszy fakt, iż wśród wielu tego typu narzędzi znalazło się także oprogramowanie opracowane przez polską firmę.
W artykule wykorzystano materiały:
ze spotkania na Targach Przemysłu Odnawialnych Źródeł Energii SOLAR ENERGY EXPO 2023
z materiałów na stronie programu SOLCAD
oraz
- PV syst, https://www.pvsyst.com/
- SOLCAD, https://valentin-software.com/produkte/pvsol-premium/
- SOLAR EDGE DESIGNER, https://www.solaredge.com/us/products/installer-tools/designer
- JRC calculator https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html
- SOLACAD www.solcad.pl
