El motor de simulación de Aurora es el método preferido para simular el rendimiento del sistema en Aurora. Emplea una simulación detallada a nivel de circuito para simular el funcionamiento del sistema y determinar su producción de energía. Al utilizar el motor de sombreado de Aurora, la simulación también tendrá en cuenta el impacto del sombreado de edificios, árboles y obstrucciones.
Metodología
El motor de simulación de Aurora se basa en el "Modelo de cinco parámetros" propuesto por De Soto et al., y simula el rendimiento de un módulo solar mediante un circuito equivalente basado en parámetros resueltos a partir de los valores de la hoja de datos.
Basándose en el circuito equivalente de cada módulo, el motor construye un circuito para cada cadena del sistema y simula el seguidor MPPT del inversor para encontrar su punto de funcionamiento. En el caso de un optimizador de CC o un diseño de microinversor, el seguimiento MPPT se realiza módulo a módulo.
Cuando la opción Motor de sombreado está marcada (como lo está por defecto), Aurora determina la irradiancia incidente en cada módulo, teniendo en cuenta el sombreado de árboles, edificios y obstrucciones del tejado en el lugar. Variando las características IV de cada módulo en función de su irradiancia incidente, Aurora puede simular con precisión el efecto del sombreado en el sistema.
Parámetros de simulación
-
Conjunto de datos meteorológicos: Especifica qué conjunto de datos desea utilizar para la simulación. Actualmente, el Año Meteorológico Típico 3 (TMY3 ) de NREL está disponible para EE.UU. y el Tiempo Internacional para Cálculos Energéticos 2 (IWEC2) de ASHRAE está disponible para ubicaciones internacionales. Los archivos CWEC y RMY están disponibles para Canadá y Australia, respectivamente.
-
Estación meteorológica: Especifica qué estación meteorológica (del conjunto de datos meteorológicos seleccionado) se utilizará para la simulación del rendimiento. Aurora le presenta una lista de las cinco estaciones meteorológicas más cercanas y, por defecto, seleccionará la que esté más próxima a la ubicación del proyecto.
-
Modelo de irradiancia: Especifica qué modelo de irradiancia se utiliza para las simulaciones. Las opciones disponibles son 'Pérez' y 'Hay Davies'. El modelo Pérez suele considerarse el más preciso y, por tanto, es el predeterminado.
-
Motor de sombreado: Indica si se debe utilizar el motor de sombreado durante la simulación. Si está marcada, Aurora determinará el sombreado y la irradiancia en el sistema basándose en su motor de irradiancia. Si no es así, deberá especificar un factor de pérdida del sistema de sombreado para tener en cuenta el efecto del sombreado en la producción de energía del sistema.
- Simulación de submódulo: Especifica si se realiza o no la simulación a nivel de submódulo, o cadena de celdas. Cuando esta opción está marcada, Aurora creará un circuito equivalente para cada cadena de células del diseño, donde una cadena de células es una conexión en serie de células solares dentro de un módulo que tiene un diodo de derivación en paralelo. Se trata del nivel de granularidad más fino disponible para la simulación de la producción de energía solar, que ofrece la mayor precisión de simulación. La simulación de submódulos sólo es compatible con los módulos en los que Aurora ha verificado la configuración de la cadena de células internas y las conexiones de los diodos de derivación con el fabricante y con los inversores que admiten el seguimiento global del punto de máxima potencia. Puede verificar que los componentes de su diseño tienen estas propiedades abriéndolos en su sección Base de datos.
Registros de simulación
Aurora generará automáticamente un registro de los detalles de la simulación de rendimiento que especifique claramente los ajustes de simulación relevantes y cualquier suposición realizada para generar los resultados. El registro se divide en tres categorías:
- Configuración de la simulación: Especifica si la simulación se ejecutó a nivel de módulo o de submódulo, si se utilizó el motor de sombreado, si se activó el recorte del inversor y qué estación meteorológica y conjunto de datos se utilizaron en la simulación.
- Diodos de derivación: Para cada inversor del diseño, Aurora registrará si ese inversor admite el seguimiento global del punto de máxima potencia. Si el inversor dispone de esta funcionalidad, Aurora también registrará la suposición de que cada diodo de derivación en el diseño tiene una caída de tensión de aproximadamente 0,7 V. Para las simulaciones a nivel de módulo, en las que cada "diodo" a través del circuito equivalente a nivel de módulo suele representar tres diodos de derivación internos en serie, Aurora asumirá que la caída de tensión es de aproximadamente 2,1 V y el mensaje de registro lo reflejará. Si un inversor no admite MPPT global, el registro lo indicará como tal y no simulará ningún diodo de derivación conectado al inversor.
- Modelos de eficiencia del inversor: Para cada inversor del diseño, Aurora registrará si se utilizó una eficiencia fija para simular el rendimiento de ese inversor o si se dispuso de datos de pruebas medidos de la Comisión de Energía de California (CEC) para construir una curva de eficiencia completa en función de la potencia y la tensión de entrada de CC.
Advertencias de simulación
Aurora emitirá advertencias que pueden repercutir en la forma en que el usuario decida configurar su diseño. Por ejemplo, Aurora indicará el porcentaje de horas de luz durante las cuales la tensión de la cadena estuvo por encima o por debajo de la ventana de tensión de funcionamiento indicada del inversor. Si esto ocurre durante un porcentaje significativo de horas (donde lo que constituye "significativo" depende del usuario), puede ser una buena idea cambiar el diseño para garantizar que la tensión de la cadena sea más compatible con el inversor seleccionado. Aurora también creará una advertencia indicando cuánta energía se ha perdido por recorte del inversor, que también puede verse en el diagrama de pérdidas del sistema. Si se recorta una cantidad significativa de energía, puede ser una buena idea redimensionar el diseño.
Errores de simulación
Si un problema impide a Aurora ejecutar la simulación, se informará de un error. Para la mayoría de los errores, aparece un mensaje específico que indica cuál era el problema. Si no está seguro de cómo solucionar un error de simulación, póngase en contacto con el servicio de asistencia de Aurora.
Validación
Además de varios estudios internos de simulación realizados con éxito, el NREL validó el motor de simulación de Aurora y confirmó que sus resultados son comparables (y, de hecho, a menudo son mejores) que las estimaciones de producción generadas por otros programas informáticos de simulación para los sistemas estudiados.