طراحی و شبیه سازی سیستم‌های فتوولتائیک با نرم افزار PVsyst

1 – بررسی سیستم های انرژی خورشیدی

دانش

• انرژی های تجدیدپذیر
• رشد سیستم های انرژی خورشیدی
• شرایط استفاده از سیستم های انرژی خورشیدی
• اصول تابش خورشیدی و زوایای تابش
• زوایای تابش بر حسب عرض و طول جغرافیایی
• تجهیزات مرتبط با سیستم های فتوولتائیک
• معیارهای طراحی سیستم های فتوولتائیک
• روش تعیین زاویه پنل های خورشیدی با توجه به زاویه فراز
• سیستم های خورشیدی مستقل از شبکه
• سیستم های خورشیدی متصل به شبکه
• اصول برآورد تجهیزات و هزینه

مهارت

• طراحی اولیه سیستم های انرژی خورشیدی
• تعیین زوایای پنل های خورشیدی با استفاده از طول و عرض جغرافیایی
• بررسی نمودارهای ولتاژ – جریان پنل های خورشیدی
• پیاده سازی و بهره برداری سیستم های انرژی خورشیدی
• طراحی سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه
• طراحی سیستم فتوولتائیک متصل از شبکه
• برآورد تجهیزات و هزینه

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

2 – کار با محیط نرم افزار PVsyst

دانش

• نرم افزار PVsyst
• ویژگی ها و قابلیت های کاربردی نرم افزار
• اصول و شرایط لازم برای نصب نرم افزار
• بخش های مختلف نرم افزار

مهارت

• نصب نرم افزار PVsyst
• انجام تنظیمات اولیه نرم افزار
• شخصی سازی گزارش کار و وارد کردن اسم و لوگو و ایمیل جهت نشان دادن در گزارش پایانی
• کار با منوها و نوار ابزارها در محیط PVsyst (منوی Files، منویLicense ، منویLanguage ، منویPreferences ، منوی  Help)
• ارتباط و مدیریت بین سایر محیط ها در  PVsyst(Tools، Preliminary design، Project design، Databases)

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

3 – کار با پایگاه داده و افزودن موقعیت جغرافیایی با PVsyst

دانش

• اصول تحلیل مختصات جغرافیایی نقطه مورد نظر
• انواع مدل های تابش و بازتابش خورشید
• اصول تحلیل زوایای مختلف تابش خورشید
• اصول تحلیل طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی
• اصول تحلیل حرکت خورشید روی زمین
• تعریف داده های هواشناسی
• امکان دسترسی به پایگاه داده منابع معتبر بین المللی در حوزه داده های اقلیمی
• گراف های هواشناسی
• اصول مقایسه داده های هواشناسی
• اصول کد گذاری داده های هواشناسی

مهارت

• کار با منوی Databases (Meteo database)
• ایجاد اطلاعات و داده های هواشناسی با  Meteo database
• ایجاد یک مختصات تابشی نقطه مورد نظر با Geographical Site
• بررسی اطلاعات ماهانه داده ها با Synthetic Hourly data generation
• بررسی و مشاهده اطلاعات جغرافیایی و تابش با Meteo Tables and graphs
• بررسی مقایسه اطلاعات جغرافیایی و داده های هواشناسی با  Compare Meteo data
• بارگذاری اطلاعات جغرافیایی و داده های هواشناسی با  Import meteo data
• بارگذاری داده ها و اطلاعات کدبندی شده جغرافیایی و هواشناسی با Import ASCII meteo file

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

4 – ایجاد تجهیزات و پارامترهای فنی اجزای سیستم با PVsyst

دانش

• پنل خورشیدی و استانداردهای تهیه انتخاب پنل مناسب
• اصول تحلیل جهت سازکار قرارگیری پنل ها
• مبدل یا اینورتر DC-AC
• اینورترهای با چند وروردی MPPT بصورت نامتعادل
• انواع مبدل الکترونیک قدرت از نظر سنترال یا استرینگ بودن
• انواع مبدل الکترونیک قدرت از نظر متصل به شبکه یا مستقل از شبکه بودن
• شارژ کنترلر
• سیستم ذخیره ساز
• انواع پمپ های مورد استفاده در سیستم های خورشیدی
• دنبال کننده و ردیاب خورشیدی

مهارت

• کار با منوی  Databases(components database)
• ایجاد و تنظیم پنل های فتوولتائیک با PV Modules
• ایجاد و تعیین اینورترها متناسب با نوع بار با Grid Inverter
• ایجاد و تنظیم مشخصات باتری ها با Batteries
• ایجاد پارامترهای تنظیم شارژ کنترلرهای سیستم خورشیدی با Regulators for stand-alone
• ایجاد و انتخاب ژنراتورهای سیستم خورشیدی با Generators
• ایجاد و انتخاب پمپ های سیستم خورشیدی با Pumps
• ایجاد پارامترهای تنظیم شارژ کنترلرهای پمپ های خورشیدی با Regulators for pumping
• بررسی اطلاعات سازنده تجهیزات سیستم خورشیدی با  Manufacturers and retailers

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

5 – طراحی بهینه سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه (Off Grid)

دانش

• پارامترهای ورودی برای پیکربندی فرضی بهینه سیستم فتوولتائیک (موقعیت فرضی جغرافیایی نقطه مورد نظر و داده های فرضی هواشناسی نقطه مورد نظر)
• پارامترهای ورودی برای پیکربندی اولیه و واقعی بهینه سیستم فتوولتائیک (موقعیت جغرافیایی واقعی نقطه مورد نظر، داده های هواشناسی واقعی نقطه مورد نظر)
• اصول تحلیل مسیر حرکت و تابش خورشید در فصول مختلف سال
• اصول تحلیل تجهیزات سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه
• ظرفیت حداکثر و حداقل پنل های خورشیدی (ولتاژ و توان خروجی ماژول ها) و روش محاسبه
• اصول تعیین و انتخاب پنل های خورشیدی (توان در نقطه بیشینه (w)، جریان اتصال کوتاه (A)، ولتاژ مدار باز (V)، بازده (%))
• جهت سازکار و قرارگیری پنل های خورشیدی (زاویه شیب بهینه برای پنل هوا، جهت جغرافیایی پنل هوا، فاصله ردیف ها از یکدیگر)
• نحوه آنالیز مربوط به سایه گذاری پنل های خورشیدی
• مبدل یا اینورتر DC-AC (ولتاژ و جریان ورودی اینورترها، تعیین اینورتر مناسب با توجه به نوع بار)
• سیستم ذخیره ساز انرژی (باتری) (مشخصات کلی باتری ها، انواع باتری های مورد استفاده در سیستم های خورشیدی، روش محاسبه تعداد باتری ها)
• اصول تعیین استراکچرها
• میزان بار مصرفی (مصارف داخلی و نیاز مصرف کننده)
• اصول طراحی اولیه بر اساس میزان فضای موجود
• نحوه محاسبات سیم کشی قسمت AC و DC
• خروجی توان تولیدی سیستم فتوولتاییک به صورت سالیانه و ماهانه (میزان بار مصرفی، منحنی مشخصه ولتاژ -جریان پنل ها، توان و تلفات اینورترها، میزان ذخیره سازهای انرژی)
• اصول تحلیل تلفات و خطاها
• توان خروجی سیستم فتوولتائیک (تخمین ظرفیت تولیدی توان خورشیدی، ضریب عملکرد سیستم در ماه های مختلف سال، نمودار تلفات کل سیستم فتوولتائیک، نمودار توان خروجی سالیانه سیستم فتوولتائیک)
• نحوه بررسی مطالعات و تحلیل نتایج طراحی بهینه سیستم مستقل از شبکه

مهارت

• طراحی سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه (انتخاب داده ها و موقعیت جغرافیایی با Databases، طراحی سیستم بصورت فرضی با Preliminary Design، طراحی سیستم بصورت واقعی با Project Design)
• انتخاب موقعیت جغرافیایی نقطه مورد نظر با  Geographical Location
• انتخاب داده های هواشناسی نقطه مورد نظر با Site and meteo
• تحلیل مسیر حرکت و تابش خورشید در افق با Horizon
• تحلیل دنبال کننده (ردیاب) متحرک خورشیدی روی مسیرهای مختلف با Tracking tilted
• انتخاب تجهیزات (پنل خورشیدی، اینورتر و باتری (با  Global system config)
• انتخاب و چینش آرایه و پنل های خورشیدی با Select PV module
• تعریف تعداد آرایه ها و زیر آرایه های سیستم خورشیدی با Sub array
• انتخاب سایز و میزان تولید پنل های خورشیدی با Approx needed modules
• انتخاب زاویه و جهت نصب پنل خورشیدی با Orientation
• انتخاب و تحلیل مشخصات توان پنل ها با Show sizing
• انتخاب و تعیین اینورترها با Select  the inverter
• انتخاب و تنظیم مشخصات باتری ها با Batteries
• انتخاب و تعیین انواع تلفات درونی پنل ها با Detailed   Losses
• انجام محاسبات سیم کشی کابل در بخش AC و DC با  Ohmic wiring Losses
• انتخاب مساحت زمین با Presizing
• تحلیل مشخصات توان و تابش سیستم مورد نظر با Show sizing
• تحلیل اطلاعات توزیع ساعتی مصرف بار مورد نظر با  Hourly distribution
• انتخاب و تعیین مصارف داخلی و نیازهای کاربر و مشتری با  User’needs
• ترسیم آرایه ها و تجهیزات بصورت 3 بعدی با Horizon
• ترسیم مربوط به سایه گذاری و انواع مدل ها با Near shading
• طراحی و تنظیم پارامترهای واقعی پروژه در حالت شبکه برق مستقیم  DC Grid
• تعریف ولتاژ و توان نامی تغذیه در حالت شبکه DC با DCgrid characteristics
• تعریف مقاومت های اهمی خطوط سیستم خورشیدی در حالت شبکه DC باUser Line  Resistance PV-system
• تحلیل رفتار اضافه ولتاژ در حالت شبکه DC با  Regulation behavior at Vmax
• طراحی و چیدمان آرایه های خورشیدی در حالت شبکه DC با Select modules
• طراحی و تنظیم پارامترهای واقعی پروژه پمپ های خورشیدی در حالت مستقل از شبکه Pumping
• تحلیل جزییات و خلاصه ای از اطلاعات وارد شده طراحی سیستم مورد نظر با System summary
• تحلیل محاسبات دقیق اقتصادی و ارزش فعلی سرمایه با Economic evel
• بررسی مطالعات و تحلیل نتایج طراحی بهینه سیستم مستقل از شبکه با Simulation and Results

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

6 – طراحی بهینه نیروگاه فتوولتائیک متصل به شبکه (On Grid)

دانش

• پارامترهای ورودی برای ابعاد گزینی فرضی بهینه نیروگاه فتوولتائیک (موقعیت فرضی جغرافیایی نقطه مورد نظر، داده های فرضی هواشناسی نقطه مورد نظر)
• پارامترهای ورودی برای ابعاد گزینی واقعی بهینه نیروگاه فتوولتائیک (موقعیت جغرافیایی واقعی نقطه مورد نظر، داده های هواشناسی واقعی نقطه مورد نظر)
• اصول تحلیل مسیر حرکت و تابش خورشید
• اصول بررسی و تحلیل تجهیزات نیروگاه فتوولتائیک متصل به شبکه
• پنل و آرایه های خورشیدی (ولتاژ و توان خروجی ماژول ها)
• اینورتر با ورودی MPPT (ولتاژ و جریان ورودی اینورترها، تعیین اینورتر مناسب با توجه به نوع بار)
• اصول انتخاب مدل ماژول های خورشیدی (ابعاد پنل ها، توان در نقطه بیشینه (w)، جریان اتصال کوتاه (A)، ولتاژ مدار باز (V)، ولتاژ در نقطه توان بیشینه (V)، جریان در نقطه توان بیشینه (A)، بازده (%))
• چیدمان آرایه ها در نیروگاه فتوولتائیک (زاویه شیب بهینه برای پنل ها، جهت جغرافیایی پنل ها، فاصله ردیف ها از یکدیگر)
• اصول تعیین استراکچرها
• نحوه آنالیز آرایه ها و تجهیزات فتوولتائیک به صورت سه بعدی (استفاده بهینه از مساحت زمین نیروگاه، نمای زاویه پنل ها، جهت جغرافیایی و فاصله ردیف ها از یکدیگر)
• نحوه حرکت و تابش خورشید در فصول مختلف سال بهمراه درصد تلفات (اثر سایه اندازی در مایل ترین وضعیت تابش و تلفات آن)
• اصول بررسی توان تولید پیک نیروگاه فتوولتائیک (قابلیت اطمینان بالا، کمترین هزینه، افزایش کارایی اجزای نیروگاه با تعیین محدوده نقطه کار، توان پیک تولیدی (KW)، نرخ توان نامی (%)، منحنی مشخصه ولتاژ-جریان ماژول ها، تعداد اینورترها (KW)، نوع اینورتر)
• اصول طراحی اولیه بر اساس میزان فضای موجود
• اصول محاسبات سیم کشی قسمت AC و DC
• اصول تحلیل تلفات و خطاهای نیروگاه
• نحوه بررسی و تحلیل خروجی نیروگاه (تخمین ظرفیت تولیدی توان خورشیدی، ضریب عملکرد نیروگاه در ماه های مختلف سال، نمودار ماهانه تلفات دریافت انرژی و تجهیزات سیستم، نمودار تلفات کل نیروگاه از تابش تا تزریق انرژی به شبکه، نمودار توان خروجی سالیانه نیروگاه)
• نحوه تحلیل نتایج طراحی بهینه نیروگاه فتوولتائیک متصل به شبکه

مهارت

• طراحی نیروگاه فتوولتائیک متصل به شبکه (انتخاب داده ها و موقعیت جغرافیایی با Databases، طراحی نیروگاه با داده های فرضی با Preliminary Design، طراحی نیروگاه با داده های واقعی با Project Design)
• انتخاب موقعیت جغرافیایی نقطه مورد نظر با  Geographical Location
• انتخاب داده های هواشناسی نقطه مورد نظر با Site and Meteo
• تحلیل مسیر حرکت و تابش خورشید در افق با Horizon
• تحلیل دنبال کننده (ردیاب متحرک خورشیدی روی مسیرهای مختلف با Tracking tilted
• انتخاب تجهیزات نیروگاه (پنل خورشیدی، اینورتر و… ) با Global system config
• انتخاب و چینش آرایه و پنل های خورشیدی با Select PV module
• تعریف تعداد آرایه ها و زیر آرایه های سیستم خورشیدی با  Sub array
• انتخاب سایز و میزان تولید پنل های خورشیدی با Approx needed modules
• انتخاب زاویه و جهت نصب پنل خورشیدی با Orientation
• انتخاب و تحلیل مشخصات توان پنل ها با Show sizing
• انتخاب و تعیین اینورترها با Select  the inverter
• انتخاب و تعیین انواع تلفات درونی پنل ها با Detailed Losses
• انجام محاسبات سیم کشی کابل در بخش AC و DC با  Ohmic wiring Losses
• انتخاب مساحت زمین نیروگاه با Presizing
• انتخاب و تعیین مصارف داخلی و نیازهای کاربر و مشتری با User’needs
• ترسیم آرایه ها و تجهیزات نیروگاه بصورت 3 بعدی با  Horizon
• ترسیم مربوط به سایه گذاری و انواع مدل ها با Near shading
• تحلیل مشخصات توان و تابش سیستم مورد نظر با Show sizing
• تحلیل اطلاعات توزیع ساعتی مصرف بار مورد نظر با Hourly distribution
• بررسی مطالعات طراحی بهینه نیروگاه با Simulation and Results

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

7 – شبیه سازی و مدلسازی سه بعدی سیستم های انرژی خورشیدی

دانش

• آرایه ها و پنل های خورشیدی بصورت سه بعدی (پنل خورشیدی مستطیلی شکل، پنل خورشیدی با فریم، پنل خورشیدی ردیفی و پشت سرهم، پنل خورشیدی سطح دوطرفه شیب دار، پنل خورشیدی ردیفی عمومی، پنل خورشیدی با شکل های مختلف، پنل خورشیدی با ردیاب خورشیدی)
• اشکال ترکیبی سه بعدی (متوازی الاضلاع، هرم، مربع، مثلث، منشور شش ضلعی، استوانه ای)
• سازه های سه بعدی (خانه ها با سقف 2طرفه، سقف با شیب یکطرفه، درخت)
• سقف شیروانی (سقف 4طرفه، کابل، توربین بادی)
• اثر سایه گذاری روی المان ها و آرایه ها بصورت سه بعدی
• انواع روش های محاسبه سایه گذاری
• اصول شبیه سازی سه بعدی سیستم های خورشیدی مبتی بر ردیابهای تک محوره و دو محوره
• اصول شبیه سازی سه بعدی سیستم های خورشیدی با قابلیت تغییر میزان زاویه چرخش سازه
• اصول شبیه سازی موانع دور دست بمنظور بررسی و ارزیابی سایه گذاری
• چگونگی ترسیم Layout الکتریکی و چگونگی کابلکشی جهت اثر سایه اندازی
• اصول ذخیره سازی انیمیشن تاثیر سایه اندازی بر سیستم خورشیدی

مهارت

• کار با منوی(Project Design)Horizon
• ایجاد المان ها و سایه های اشکال با Near shading
• ایجاد سایه گذاری سه بعدی با  Construction/Perspective
• ترسیم انواع اشکال متداول پروژه در Elementary shading objects
• ایجاد سازه ها و ایجاد شکل ترکیبی با  Building/Composed object
• ایجاد زمین با Ground object
• ترسیم و تعریف انواع پنل های مختلف با PV table
• ایجاد پنل خورشیدی با ردیاب خورشیدی با Tracking PV planes
• نمایش بصورت سه بعدی
• نمایش دوبعدی در محورهای مختلف با Side view
• ایجاد و تعریف تعداد پنل های خورشیدی با Layout
• انجام تنظیمات مربوط به فریم پنل های خورشیدی با Shed frame
• ایجاد و تعریف ابعاد پنل های خورشیدی با Sensitive PV  Area
• تعیین فاصله بین پنل های خورشیدی با Position in scene
• تنظیم طول و عرض و ارتفاع و زاویه شیب اشکال با shape type
• سایه گذاری روی المان ها و آرایه ها بصورت سه بعدی با  Shadow animation
• سایه گذاری و نمایش متحرک
• ترسیم سایه گذاری بر روی اشکال
• مشخص نمودن اندازه گیری فاصله ها
• طراحی و مدلسازی سه بعدی سیستم های خورشیدی مبتنی بر ردیابهای تک محوره و دو محوره
• طراحی و مدلسازی موانع دور دست بمنظور بررسی و ارزیابی سایه گذاری
• طراحی و مدلسازی ترسیم الکتریکی و چگونگی کابل کشی جهت اثر سایه اندازی
• ذخیره سازی تاثیر سایه اندازی بر سیستم خورشیدی
• پیاده سازی موقعیت نصب نیروگاه بصورت سه بعدی با تمام امکانات

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات

8 – تحلیل و بررسی طرح توجیهی

دانش

• خروجی های مختلف و پرکاربرد
• نتایج جزئیات و قسمت های مختلف سیستم خورشیدی
• اجزا و پارامترهای مورد نیاز برای مدلسازی
• نمودارها و جداول مربط به پارامترهای ژئومتریک جغرافیایی
• نمودارها و جداول مربوط به تابشی براساس سایت هوای مختلف، واحدهای مختلف، بازه های زمانی مختلف
• تغییرات و رفتارهای خورشید و بازتابش (ساعات غروب و طلوع، مسیر حرکت، زاویه حرکت، ارتفاع خورشید، زوایا و میزان انواع تابش، سایه گذاری)
• رفتارهای ناهمگون و ناهماهنگ آرایه های خورشیدی
• اصول بهینه سازی و جهت گیری صحیح سطوح مختلف پنل خورشیدی
• ردیاب های خورشیدی بمنظور حداکثر دریافت تابش
• اصول محاسبات سریع جغرافیایی و تابشی با توجه به دیتابیس
• سنجش اقتصادی سیستم بمنظور تعیین نقطه بازگشت سرمایه
• اصول محاسبه انرژی تولیدی سالیانه سیستم خورشیدی
• ضریب عملکرد و میانگین ساعات آفتابی در محل پروژه
• امکان ارزیابی و محاسبه تولید ویژه و ناویژه سیستم خورشیدی

مهارت

• کار با منوی Tools
• ایجاد نمودارها و جداول مربوط به پارامترهای ژئومتریک (جغرافیایی) با Graph/Tables of solar parameters
• مشاهده رفتارهای ناهمگون وناهماهنگ آرایه های خورشیدی با Electrical behavior of PV
• ایجاد بهینه سازی و جهت گیری صحیح سطوح مختلف پنل خورشیدی با Transposition factor
• ایجاد محاسبات سریع جغرافیایی و تابشی با توجه به دیتابیس با  Monthly meteo computation
• مشاهده مشخصات پارامترهای مورد تحلیل با Values to be displayed
• مشاهده میزان سایه گذاری پنل های خورشیدی با  Mutualshading of sheds
• مشاهده میزان انرژی کلی پنل بصورت افقی با Global on horizontal plane
• مشاهده میزان انرژی کلی پنل بصورت شیب دار با Global on tilted plane
• مشاهده میزان انرژی کلی توسط تابش مستقیم نور خورشید بر  روی پنل با Beam on tilted plane
• مشاهده و ارزیابی حداکثر ولتاژهای خورشیدی با Operating Voltage optimization
• ارزیابی آنالیز داده های اندازه گیری شده با Measured data analysis

نگرش

• مدیریت زمان
• دقت در انجام کار
• استفاده و نگهداری صحیح تجهیزات