Solar Analyzer

Easy to use tool to calculate details essential to help a user analyze the solar energy available to them. It provides details of a graph of the daily energy profile over the course of a year as well as the total energy produced over that period, the optimum tilt angle and details to help users size a micro-grid. This app provides a unique feature in allowing a user to quantify the number of days annually on which they won't have enough energy to meet their load which is very useful for helping to size a micro-grid.

I am a student who has just graduated with a masters in sustainable energy engineering and a bachelors in physics both from the university of Nottingham. For my masters project I decided to try to create an easy to use programme that could help a user who doesn't have very much knowledge about solar energy implement a solar phototvoltaic system. The end result is this app, a relatively brief description for which is included below.

To calculate the energy output of the user's solar cells the programme performs a series of geometric calculations based on the earth's position with respect to the sun , the earth's rotation, etc... An integral is then solved over each hour of each day of the year to find the intensity of solar radiation incident on a horizontal plane from which the radiation on a plane tilted at any angle can be found. Data of the amount of cloud coverage and surface reflectivity corresponding to the user specified location is read in from NASA's 'POWER' website and used. Once the solar radiation has been calculated it is easy to find the energy produced using the area of the panels and efficiency of the cells and the inverter. This result is then presented to the user in the form of a graph of the daily energy over the course of a year and total energy produced for that year.

The optimum tilt angle is simply calculated by running the code described above over each tilt angle from 0 to 90 degrees and outputting the angle that corresponds to the largest annual energy generation.

The micro-grid sizing section reads in data from the NASA website of daily insolation on a horizontal surface over a 34 year period (this is why it takes a while to run). It then restructures and performs extensive statistical analysis on the data to output a table of energy deficits and the corresponding days annually on which an energy deficit of that size or larger will occur. An energy deficit is defined as the difference between the daily load and energy produced when not enough energy is generated to meet demand. The table produced is very useful for users who are users who are trying to size a micro-grid as it allows them to see the frequency with which energy deficits occur and their extent (how much energy they will lack). Thus, size their micro-grid accordingly. This is the unique component of the app.

It is also worth noting that the NASA website from which this app extracts data is in it's beta testing phase and is sometimes unavailable in which case the app will throw an error.

Lewis O'Leary

olearylewis94@outlook.com

+44 (0)7791514094

These data were obtained from the NASA Langley Research Center POWER Project funded through the NASA Earth Science Directorate Applied Science Program.

Icons made by Vectors Market from www.flaticon.com is licensed by CC 3.0 BY

Dễ dàng để sử dụng công cụ để tính toán chi tiết cần thiết để giúp người dùng phân tích năng lượng mặt trời có sẵn cho họ. Nó cung cấp thông tin chi tiết của một đồ thị của hồ sơ năng lượng hàng ngày trong quá trình cả một năm cũng như tổng năng lượng được sản xuất trong giai đoạn đó, góc nghiêng tối ưu và chi tiết để giúp người dùng kích thước một lưới vi. Ứng dụng này cung cấp một tính năng độc đáo trong việc cho phép người dùng để định lượng số ngày hàng năm mà trên đó họ sẽ không có đủ năng lượng để đáp ứng tải của họ mà là rất hữu ích để giúp kích thước một lưới vi.

Tôi là một sinh viên vừa tốt nghiệp với bằng thạc sĩ trong kỹ thuật năng lượng bền vững và một cử nhân trong vật lý cả từ các trường đại học Nottingham. Đối với dự án thạc sĩ của tôi, tôi quyết định cố gắng tạo ra một cách dễ dàng để sử dụng chương trình mà có thể giúp một người dùng không có kiến ​​thức rất nhiều về năng lượng mặt trời thực hiện một hệ thống năng lượng mặt trời phototvoltaic. Kết quả cuối cùng là ứng dụng này, một mô tả tương đối ngắn gọn mà được bao gồm bên dưới.

Để tính toán sản lượng năng lượng của các tế bào năng lượng mặt trời của người sử dụng chương trình thực hiện một loạt các tính toán hình học dựa trên vị trí của trái đất đối với mặt trời, chuyển động quay của trái đất, vv với ... An không thể thiếu được thì giải quyết trên mỗi giờ mỗi ngày của năm để tìm cường độ bức xạ mặt trời trên một mặt phẳng nằm ngang mà từ đó các bức xạ trên một mặt phẳng nghiêng ở góc độ nào có thể được tìm thấy. Dữ liệu số lượng mây che phủ và hệ số phản xạ bề mặt tương ứng cho người sử dụng xác định vị trí được đọc từ trang web 'quyền lực' của NASA và sử dụng. Khi bức xạ mặt trời đã được tính toán nó rất dễ dàng để tìm ra năng lượng được sản xuất bằng cách sử dụng diện tích các tấm pin và hiệu quả của các tế bào và các biến tần. Kết quả này sau đó được trình bày cho người dùng dưới dạng một đồ thị của năng lượng hàng ngày trong quá trình cả một năng lượng năm và tổng số sản xuất cho năm đó.

Góc nghiêng tối ưu đơn giản được tính bằng cách chạy mã được mô tả ở trên trên mỗi góc nghiêng 0-90 độ và xuất góc tương ứng với thế hệ năng lượng hàng năm lớn nhất.

Phần kích thước micro-lưới đọc dữ liệu từ trang web của NASA phơi nắng hàng ngày trên một bề mặt ngang trong khoảng thời gian 34 năm (đây là lý do tại sao phải mất một thời gian để chạy). Sau đó nó sẽ tái cơ cấu và thực hiện phân tích thống kê rộng rãi trên các dữ liệu vào ra một bảng thâm hụt năng lượng và những ngày tương ứng hàng năm trên đó một thâm hụt năng lượng của kích thước đó hoặc lớn hơn sẽ xảy ra. Một thâm hụt năng lượng được định nghĩa là sự khác biệt giữa tải hàng ngày và năng lượng tạo ra khi không đủ năng lượng được tạo ra để đáp ứng nhu cầu. Bảng sản xuất là rất hữu ích cho người dùng là ai người dùng đang cố gắng để kích thước một lưới vi vì nó cho phép họ nhìn thấy tần số mà thâm hụt năng lượng xảy ra và mức độ của họ (họ sẽ thiếu bao nhiêu năng lượng). Do đó, kích thước vi lưới của họ cho phù hợp. Đây là thành phần độc đáo của ứng dụng.

Nó cũng đáng chú ý là các trang web của NASA từ đó ứng dụng này chiết xuất dữ liệu trong đó là giai đoạn thử nghiệm beta và đôi khi không có sẵn trong trường hợp này, ứng dụng sẽ ném ra một lỗi.

Lewis O'Leary

olearylewis94@outlook.com

+44 (0) 7791514094

Những dữ liệu này được lấy từ các dự án điện Trung tâm nghiên cứu NASA Langley tài trợ thông qua Chương trình Khoa học Ứng dụng Khoa học Tổng cục NASA Trái Đất.

Icons do Vectors thị trường từ www.flaticon.com được cấp phép bởi CC 3.0 THEO