Moteur de simulation Aurora

Le moteur de simulation d'Aurora est la méthode privilégiée pour simuler les performances d'un système dans Aurora. Il utilise une simulation détaillée au niveau du circuit afin de simuler le fonctionnement du système et de déterminer sa production d'énergie. Lorsque vous utilisez le moteur d'ombrage d'Aurora, la simulation tient également compte de l'impact de l'ombrage des bâtiments, des arbres et des obstacles.

Méthodologie

Le moteur de simulation d'Aurora est basé sur le "Five Parameter Model" proposé par De Soto et al. et simule les performances d'un module solaire à l'aide d'un circuit équivalent basé sur des paramètres résolus à partir des valeurs de la fiche technique.

Sur la base du circuit équivalent de chaque module, le moteur construit un circuit pour chaque branche du système et simule le tracker MPPT de l'onduleur pour trouver son point de fonctionnement. Dans le cas d'un optimiseur CC ou d'un micro-onduleur, le suivi MPPT s'effectue module par module.

Lorsque l'option Shading Engine est cochée (comme c'est le cas par défaut), Aurora détermine l'irradiance incidente sur chaque module, en tenant compte de l'ombrage des arbres, des bâtiments et des obstructions de la toiture sur le site. En faisant varier les caractéristiques IV de chaque module en fonction de l'irradiation incidente, Aurora peut simuler avec précision l'effet de l'ombrage sur le système.

Paramètres de simulation

• Weather Dataset: Spécifie le jeu de données que vous souhaitez utiliser pour la simulation. Actuellement, la Typical Meteorlogical Year 3 (TMY3) du NREL est disponible pour les États-Unis et l'International Weather for Energy Calculations 2 (IWEC2 ) de l'ASHRAE est disponible pour les sites internationaux. Les fichiers CWEC et RMY sont disponibles pour le Canada et l'Australie, respectivement.

• Station météo: Spécifie la station météorologique (à partir de l'ensemble de données météorologiques sélectionné) qui sera utilisée pour la simulation des performances. Aurora vous présente une liste des cinq stations météorologiques les plus proches et sélectionne, par défaut, celle qui est la plus proche de l'emplacement du projet.

• Modèle d'irradiation : Spécifie le modèle d'irradiation utilisé pour les simulations. Les options disponibles sont "Perez" et "Hay Davies". Le modèle Perez est généralement considéré comme le modèle le plus précis et est donc le modèle par défaut.

• Moteur d'ombrage : indique si le moteur d'ombrage doit être utilisé pendant la simulation. Si cette case est cochée, Aurora déterminera l'ombrage et l'irradiation dans le système en se basant sur son moteur d'irradiation. Si ce n'est pas le cas, vous devez spécifier un facteur de perte du système d' ombrage pour tenir compte de l'effet de l'ombrage sur la production d'énergie du système.

• Simulation de sous-module: Indique si la simulation doit être effectuée au niveau d'un sous-module ou d'une chaîne de cellules. Lorsque cette option est cochée, Aurora crée un circuit équivalent pour chaque chaîne de cellules dans la conception, où une chaîne de cellules est une connexion en série de cellules solaires à l'intérieur d'un module qui a une diode de dérivation parallèle. Il s'agit du niveau de granularité le plus fin disponible pour la simulation de la production d'énergie solaire, offrant la meilleure précision de simulation. La simulation de sous-modules n'est possible que pour les modules dont Aurora a vérifié la configuration interne de la chaîne de cellules et les connexions des diodes de dérivation avec le fabricant, ainsi que pour les onduleurs qui prennent en charge le suivi global du point de puissance maximale. Vous pouvez vérifier que les composants de votre conception possèdent ces propriétés en les ouvrant dans la section Base de données.

Journaux de simulation

Aurora génère automatiquement un journal des détails de la simulation de performance qui spécifie clairement les paramètres de simulation pertinents et toutes les hypothèses formulées pour générer les résultats. Le journal est divisé en trois catégories :

• Paramètres de simulation: Spécifie si la simulation a été exécutée au niveau du module ou du sous-module, si le moteur d'ombrage a été utilisé, si l'écrêtage de l'onduleur a été activé, et quelle station météorologique et quel ensemble de données ont été utilisés dans la simulation.
• Diodes de dérivation: Pour chaque onduleur de la conception, Aurora enregistrera si cet onduleur prend en charge le suivi global du point de puissance maximale. Si l'onduleur dispose de cette fonctionnalité, Aurora enregistrera également l'hypothèse selon laquelle chaque diode de dérivation dans la conception a une chute de tension d'environ 0,7 V. Pour les simulations au niveau du module, où chaque "diode" à travers le circuit équivalent au niveau du module représente généralement trois diodes de dérivation internes en série, Aurora supposera que la chute de tension est d'environ 2,1 V et le message d'enregistrement le reflétera. Si un onduleur ne prend pas en charge le MPPT global, le journal l'indiquera et ne simulera aucune diode de dérivation connectée à l'onduleur.
• Modèles d'efficacité des onduleurs : Pour chaque onduleur de la conception, Aurora indiquera si un rendement fixe a été utilisé pour simuler les performances de cet onduleur, ou si des données de test mesurées par la Commission de l'énergie de Californie (CEC) étaient disponibles pour construire une courbe de rendement complète en fonction de la puissance et de la tension d'entrée DC.

Avertissements relatifs à la simulation

Aurora émettra des avertissements qui peuvent avoir un impact sur la façon dont l'utilisateur choisit de configurer sa conception. Par exemple, Aurora indiquera le pourcentage d'heures de lumière du jour pendant lesquelles la tension de la chaîne a été supérieure ou inférieure à la fenêtre de tension de fonctionnement de l'onduleur. Si cela se produit pendant un pourcentage significatif d'heures (la définition de "significatif" étant laissée à l'appréciation de l'utilisateur), il peut être judicieux de modifier la conception afin de s'assurer que la tension de la branche est plus compatible avec l'onduleur sélectionné. Aurora créera également un avertissement indiquant la quantité d'énergie perdue à cause de l'écrêtage de l'onduleur, ce qui peut également être vu dans le diagramme de perte du système. Si une quantité importante d'énergie est coupée, il peut être judicieux de redimensionner le dessin.

Erreurs de simulation

Si un problème empêche Aurora d'effectuer la simulation, une erreur sera signalée. Pour la plupart des erreurs, un message spécifique s'affiche, indiquant la nature du problème. Si vous ne savez pas comment corriger une erreur de simulation, veuillez contacter le service d'assistance d'Aurora.

Validation

Outre plusieurs études de simulation internes réussies, le NREL a validé le moteur de simulation d'Aurora et confirmé que ses résultats sont comparables (et en fait souvent meilleurs) aux estimations de production générées par d'autres logiciels de simulation pour les systèmes étudiés.