7 software de simulación y diseño de sistemas solares fotovoltaicos más populares

- Apr 17, 2019-

Una publicación reciente del Ministerio de Energía Nueva y Renovable (MNRE) y el Instituto de Energía y Recursos (TERI) enumeró 7 software de simulación fotovoltaica que se utilizan comúnmente para diseñar sistemas solares fotovoltaicos en todo el mundo. Los programas enumerados son los siguientes (en orden alfabético):


1 Homer Pro - Homer Energy, Estados Unidos

2 PV F-Chart - Software F-Chart, EE. UU.

3 pvPlanner - SolarGis, Eslovaquia

4 PVsyst - Pvsyst SA, Suiza

5 Pantalla RET - Recursos naturales de Canadá, Canadá

6 Modelo de asesor de sistemas (SAM) - Laboratorio nacional de energía renovable (NREL), EE. UU.

7 Solar Pro - Laplace Systems, Japón


Se han realizado comparaciones de estos programas para determinar qué tan buenos son cada uno en el diseño y simulación de sistemas de energía solar fotovoltaica. El análisis se ha realizado con un enfoque solo en la energía SPV y, por lo tanto, los programas que simulan otras fuentes de energía renovable como el viento, la biomasa, etc., no necesariamente tienen más preferencia. Con base en el intento individual del autor&de usar estos programas bajo parámetros constantes del proyecto, se proporcionan calificaciones al final del artículo. Se han considerado los siguientes criterios:

  • Funciones y USP

  • Interfaz de usuario

  • Datos meteorológicos históricos

  • Información del módulo y del inversor

  • Precios



1 HOMER PRO


Desarrollado por NREL (Laboratorio Nacional de Energía Renovable) de EE. UU. Y luego mejorado y distribuido por Homer Energy es un software de optimización de microrredes. HOMER son las siglas de Hybrid Optimization Model para múltiples recursos energéticos y viene con herramientas de simulación, optimización y análisis de sensibilidad.

El cálculo de CAPEX y OPEX es posible mediante un asistente de proyectos. Simule múltiples fuentes de energía. Agregue múltiples cargas. Se pueden incluir en el cálculo factores como la velocidad del viento, el costo del combustible y las penalizaciones por emisiones. Posibilidad de búsqueda de ubicación por nombre. No diseñado específicamente para energía solar fotovoltaica. No genera datos de curva IV ni realiza análisis de sombreado. Además, el informe de generación de electricidad fotovoltaica es menos completo y detallado debido a la información limitada sobre datos meteorológicos y datos del módulo. Muchos factores de pérdida durante la generación de energía fotovoltaica no se agregan al cálculo.

La vista esquemática es útil. El sistema de menú gráfico es una ventaja. No es intuitivo y hay demasiados parámetros para agregar manualmente.

Puede importar datos TMY2 / TMY3 desde el sitio web de NREL. También la NASA y SolarGISdata se pueden importar desde sus sitios web. No viene incluido con datos meteorológicos gratuitos.

Puede importar datos del módulo. Solo se incluyen en el programa 8 módulos (incluido 1 genérico) y 8 (incluido 1 genérico) inversores.

Licencias en la nube disponibles.Versión permanente completamente cargada disponible en USD 4.200 comerciales / 280.000 INR Educativos 2.100 USD / 140.000 INR y estudiantes 350 USD anuales / 23.407 INR anuales

Obtenga su prueba gratuita de 30 días aquí

Capturas de pantalla de Homer versión x64 3.6.3

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(Fig.1a) Interfaz de diseño con vista esquemática

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(Fig.1b) Informe de simulación



2 PV F-GRÁFICO


Desarrollado por facultades de la Universidad de Wisconsin, PV F-Chart es un programa de diseño de análisis de sistemas fotovoltaicos que utiliza datos de radiación solar para calcular la generación de energía fotovoltaica sin tener en cuenta las variaciones causadas por módulos fotovoltaicos, inversores y otras variables. Este programa está dirigido a fines académicos.

Programa sencillo que calcula la producción de energía fotovoltaica basándose en un módulo genérico y un inversor. Todos los datos deben agregarse manualmente y, por lo tanto, es difícil comparar rápidamente los datos de generación cambiando los datos del módulo, la capacidad del sitio o la ubicación. Sin análisis de sombreado. No apto para el cálculo de la potencia fotovoltaica en condiciones reales. Se pueden generar gráficos simples o datos tabulados, pero no se pueden exportar.

Muy básico y práctico para el cálculo cuando los datos se ingresan manualmente para cada parámetro. Es una colección de hojas de cálculo habilitadas para macros. Automatización muy limitada y sin asistentes disponibles.

300 ubicaciones se incluyen con el software. No hay ninguna opción para importar datos meteorológicos de fuentes comunes como TMY3. Los datos solo se pueden agregar manualmente.

No hay posibilidad de agregar datos del módulo o del inversor al cálculo.

Estudiante USD 400 / INR 26,750 Académico USD 600 / INR 40,000

Descargue una versión de demostración aquí

Capturas de pantalla de PV F-CHART versión 3.55w

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(Fig.2a) Interfaz de diseño con pantalla de entrada de datos manual

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(Figura 2b) Informe mensual de generación, cálculos económicos y eficiencia



3 PVPLANNER


Este software proviene del proveedor de bases de datos de recursos solares SolarGis. Es un software basado en la nube que funciona en la plataforma SaaS (software como servicio) y afirma que sus datos son altamente precisos y ofrece un enfoque de validación sistemático riguroso que aumenta la confiabilidad de los datos.

Los datos satelitales precisos permiten al usuario realizar estimaciones de la radiación solar y el potencial de energía fotovoltaica de una ubicación y generar informes en 14 idiomas. Calcula automáticamente el sombreado del terreno, sin embargo, no hay opciones para configurar estructuras circundantes o realizar análisis de sombreado cercano. Solo está disponible como versión en línea, por lo que es obligatoria una conexión a Internet. Permite a las empresas utilizar su API y acceder a SolarGis a través de aplicaciones de terceros.

Configuración sencilla basada en simulación en tres pasos. Los mapas interactivos de recursos solares de alta resolución (iMaps) permiten a los usuarios identificar con precisión la ubicación del sitio. La interfaz es ordenada e intuitiva, pero el rendimiento de la interfaz podría verse afectado por las velocidades de conectividad a Internet, lo cual es un inconveniente del software en línea.

El paquete básico incluye datos promedio anuales y mensuales a largo plazo. No hay opción de importar otros tipos de datos como NASA, Meteonorm, SAM o datos registrados por el usuario.

Utiliza módulos genéricos que se basan en un promedio de 18 módulos de uso común de varias marcas y los usuarios eligen entre módulos cSi, CdTe y CIS. El inversor también es genérico donde el usuario puede definir la eficiencia. Afirman que la variación en la mayoría de los módulos no es más del 1,22%, que es menor que la variación de la radiación solar, por lo que no surge la necesidad de tener una base de datos de módulos e inversores.

Una ubicación y sin función de mapa: USD 560 / INR 37,500 POR AÑO. Ubicación múltiple y sin función de mapa - USD 1,700 / INR 115,000 POR AÑO. Múltiples ubicaciones + función de mapa + datos de radiación normal directa (DNI) - USD 3,600 / INR 241,500 POR AÑO.

Prueba gratuita de 30 días

Capturas de pantalla de pvPlanner versión 2.0

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(Fig.3a) Función iMap interactivo que permite al usuario localizar la ubicación

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(Fig.3b) Datos de salida de PV de la ubicación seleccionada

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(Fig.3c) Datos de radiación solar de la ubicación seleccionada

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(Fig.3d) Informe descargable generado disponible en formatos PDF / Excel / CSV y 14 idiomas



4 PVSYST


Desarrollado por el físico suizo Andre Mermoud y el ingeniero eléctrico Michel Villoz, este software se considera un estándar para el diseño y simulación de sistemas fotovoltaicos en todo el mundo. Los desarrolladores afirman que este software está diseñado para ser utilizado por arquitectos, ingenieros, investigadores y estudiantes.

La estimación rápida de la producción en la etapa de planificación del proyecto, el estudio detallado, el dimensionamiento, la estimación por horas y la generación de informes son sus características clave. Práctica herramienta de diseño para el diseño y la estimación de sistemas fotovoltaicos. Simula la mayoría de los parámetros que requieren los diseñadores de sistemas fotovoltaicos y ayuda a generar un informe de simulación completo.

Permite un alto nivel de control de varios factores. Donde este programa se retrasa es en su capacidad para manejar el análisis de sombras. La herramienta de perspectiva de&se bloquea con el uso repetitivo y se siente inestable en la simulación de sombreado y no proporciona ninguna señal visual de sombreado. La pantalla del programa no se puede maximizar, por lo que puede resultar tedioso ver todos los parámetros si se utiliza un monitor pequeño.

Paquetes del último archivo de datos de Meteonorm. También puede haber alrededor de 15 fuentes de datos diferentes que cubren la mayoría de las regiones del mundo. También puede importar datos definidos por el usuario.

Base de datos incluida de la publicación Photon que enumera miles de módulos y modelos de inversores. También puede ingresar datos definidos por el usuario.

La versión limitada permite instalaciones de hasta 30Kw y se envía por USD 1.040 / INR 70.000. La versión ilimitada se envía por USD 1,351 / INR 90,685

Modo de evaluación de 30 días

Capturas de pantalla de PVsyst versión 6.47

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(Fig.4a) Pantalla de configuración del proyecto

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(Fig.4b) Parámetros de simulación del proyecto

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(Figura 4c) Configuración de coeficientes de pérdida

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(Fig.4d) Análisis de sombreado usando la herramienta de perspectiva

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(Fig.4e) Herramienta de optimización de parámetros

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(Fig.4f) Resumen del informe

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(Figura 4g) Informe de producción de energía

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(Figura 4h) Informe de pérdidas que indica varios factores



5 VOLVER A PANTALLA


Desarrollado por National Resources Canada, es una herramienta de software de análisis de proyectos de energía limpia basada en Excel que ayuda a los tomadores de decisiones a determinar de manera rápida y económica la viabilidad técnica y financiera de posibles proyectos de energía renovable, eficiencia energética y cogeneración.

Programa gratuito que consiste en una hoja de cálculo habilitada para macros que tiene todas las fórmulas para calcular varios tipos de fuentes de energía, incluida la energía solar fotovoltaica, y permite al usuario calcular la generación de energía fotovoltaica en función de la ubicación, realizar análisis de costos y determinar la viabilidad del proyecto. Bueno para los estudiantes y una herramienta útil para aquellos que deseen analizar la inversión y el rendimiento de un proyecto de energía solar fotovoltaica en una etapa temprana. No tiene ningún análisis de sombreado ni función de informes.

Bastante fácil de usar, ya que es una hoja de cálculo de Excel normal a la que la mayoría de los usuarios están acostumbrados y tiene macros habilitadas con opciones para elegir de listas desplegables. No hay mucho margen para modificar estos valores y porcentajes.

Viene cargado con datos meteorológicos históricos de la base de datos de la NASA que cubre las principales ciudades del mundo. No hay posibilidad de agregar otras fuentes de datos o datos personalizados.

Viene con un número limitado de módulos pero no inversores. No hay margen para agregar módulos personalizados o datos del inversor.

Libre de costo. Disponible para descargar desde el sitio web de Recursos Nacionales de Canadá.

Obtenga su copia gratuita aquí

Capturas de pantalla de la versión 4 de RETScreen

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(Fig.5a) Pantalla de inicio donde se eligen los detalles del proyecto y la ubicación

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(Fig.5b) Selección de datos climáticos

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(Fig.5c) Selección del módulo y clasificación deseada

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(Figura 5d) Estimaciones de generación de energía generadas junto con el análisis financiero y de emisiones



6 MODELO SYSTEMADVISOR (SAM)


Software gratuito desarrollado por el Departamento de Energía de EE. UU. (DoE) y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), es un modelo financiero y de desempeño diseñado para ayudar en la toma de decisiones (teniendo en cuenta las políticas de energía y datos de EE. UU.) En la etapa de planificación del proyecto.

SAM realiza predicciones de rendimiento y estimaciones de costos de energía para proyectos de energía conectados a la red en función de los costos de instalación y operación y los parámetros de diseño del sistema especificados por el usuario. Tiene ajustes preestablecidos para varios tipos de modelos financieros utilizados en los EE. UU. Y el usuario puede elegir la opción adecuada y proporcionar entradas para ejecutar una simulación y generar informes sobre generación, pérdidas y finanzas. No ofrece análisis de sombreado, pero puede importar estos datos desde PVsyst.

Requiere mucha entrada de datos manual y si usted es una persona que no tiene experiencia en el diseño de sistemas fotovoltaicos, puede que le resulte un poco abrumador.

Descarga datos de la base de datos nacional de radiación solar de EE. UU. Que cubre muchas ciudades de todo el mundo. Permite la importación de datos TMY2, TMY3 y EPW.

La gran base de datos de módulos e inversores enumerados por CEC (Comisión de Electricidad de California) y Sandia National Laboratories se incluye con el software o se puede descargar libremente.

Libre de costo.

Obtenga su copia gratuita aquí

Capturas de pantalla de SAM versión 3.14

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(Fig.6a) Selección de la ubicación del proyecto

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(Fig.6b) Elección del módulo y clasificación deseada

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(Fig.6c) Editor de cálculo de sombreado

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(Fig.6d) Ejecución de la simulación

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(Figura 6e) Informe de simulación



7 SOLAR PRO


Este es el único software en la lista MNRE que ofrece un cálculo minuto a minuto, lo que lo convierte en uno de los más precisos y también el único software que ofrece una interfaz de usuario 3D interactiva que permite la visualización de la instalación del sistema fotovoltaico y ver en tiempo real. cambios en el sombreado y la generación de energía moviendo objetos en el espacio 3D.

Ofrece altos niveles de precisión en la generación de energía fotovoltaica debido a su fórmula de cálculo única minuto a minuto que toma una lectura de kilovatios acumulados en lugar de la lectura promedio de kilovatios hora habitual que toma la mayoría de los demás software. Además, su detallado análisis interactivo de sombras cercanas permite al usuario identificar áreas específicas que están siendo afectadas y realizar los cambios necesarios en el diseño para mejorar la generación. También vale la pena mencionar la función Mapa que ayuda a dibujar el diseño de un sitio con la ayuda de imágenes terrestres satelitales.

Una de las interfaces de usuario más fáciles de usar. Un asistente de simulación guía al usuario para configurar rápidamente una instalación, ya sea un proyecto de nivel de megavatios o de azotea. El entorno CAD 3D permite a un usuario construir interactivamente el entorno a su alrededor arrastrando y soltando objetos 3D. Las animaciones precisas muestran el efecto del sombreado en los módulos y los usuarios pueden ajustar la posición de los objetos que entran en la trayectoria del sol&y ver inmediatamente el resultado en los módulos afectados. La función de mapa incorporada ahorra al diseñador el tiempo necesario para realizar un estudio visual del sitio y un cálculo del área.

El software viene con datos de cientos de estaciones meteorológicas en todo el mundo. El usuario también puede optar por importar Meteonorm, Solar GIS o datos generados por el usuario guardados en un formato tabular.

Viene con más de 25,000 módulos e inversores listados en la base de datos de Photon. El usuario también puede elegir módulos e inversores genéricos de una lista que permite la personalización de los parámetros por parte del usuario.

La versión educativa tiene un precio de USD 1.300 / INR 90.000 La versión comercial se envía a USD 2.050 / INR 137.000

Prueba gratuita de 30 días

Capturas de pantalla de Solar Pro versión 4.3

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(Fig.7a) El asistente de simulación proporciona pautas de configuración del sistema fotovoltaico paso a paso

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(Fig.7b) Interfaz CAD 3D que muestra Sombreado interactivo y construcción de edificios

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(Fig.7c) La función de mapa integrada de Microsoft Bing permite la instalación superpuesta en imágenes de mapas satelitales

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(Fig.7d) La función de instalación automática de matrices que facilita la superposición de módulos en una azotea

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(Fig.7e) La función de mapeo de sombras que identifica los módulos afectados por el sombreado

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(Fig.7f) Cambie fácilmente la dirección del cableado para optimizar el sistema

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(Figura 7g) Configuración de varios coeficientes teniendo en cuenta los factores de pérdida

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(Fig.7h) Cálculo de potencia minuto a minuto acumulando kilovatios cada minuto

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(Fig.7i) Gráfico de potencia generado después de la simulación

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(Figura 7j) Cálculo de la curva IV y exportación a CSV Función

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(Fig.7k) Informe de simulación con datos de generación detallados de 12 meses y análisis económico

RESUMEN DE PUNTOS (GENERAL Y CRITERIOS ESPECÍFICOS)

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(El autor desea agradecer a los desarrolladores de software por su apoyo a los aspirantes que planean tomar el diseño de sistemas PV como una profesión al permitir que los usuarios descarguen, prueben y evalúen libremente sus programas. Es con este espíritu que se ha creado este informe tratando de resaltar lo único experiencia cada uno de estos softwares ofrece y no necesariamente cómo cada uno puntúa sobre el otro)



Caso:


Escala de servicios públicos de 10MW en sistema de energía solar de red


Escala de servicios públicos de 5MW en sistema de energía solar de red


Sistema fotovoltaico conectado a la red comercial e industrial de 1MW


Sistema de energía solar industrial en red de 500kw


Sistema de energía solar comercial en red de 100kw