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太陽光架台サポートの地形損失の追跡：一見厄介な問題は、将来簡単に実現可能

Data:2021-09-08

地形や建設誤差の変化による隙間の影は、大規模な太陽光発電所で特に有害な損失の原因です。なぜなら、業界標準のソフトウェアを使用して地形の影の損失を標準化できるだけでなく、高度なシステム設計と制御戦略を使用して損失のほとんどを回復できるためです。これは間違いなく、チーコーソーラーなどのソーラーパネル架台メーカーにとってチャンスであり課題です

ちょっと前までは、コロラド州のモハーベ砂漠であろうとセントルイスバレーであろうと、業界の利害関係者は、ソーラー架台マウントプロジェクトに広大で平らな日当たりの良い土地を使用できました。これらの画期的なサイトには基本的に複雑な地形がないため、パフォーマンスモデルでは、平坦な表面での標準的なバックトラックを想定することで、これらのサイトを特徴付けることができます。これらの基本的な仮定は、もはや業界には通用しません。

今日、実用規模の太陽エネルギーは、複雑な地形のある場所でますます出現しています-これらの場所は、5年前の太陽エネルギーの開発には適していないようでした。さらに、「完全にフラットな」Webサイトは、常に現実ではなく神話でした。ソーラー建設現場のドライブ橋脚の列をスキャンすると、比較的平坦な場所の隣接する列でも、橋脚の高さが大幅に異なります。最良の状況下でも、特に今日のプロジェクトサイトの規模を考えると、特定の地形の違いは避けられません。

太陽光発電会議での共通のテーマは、展開された資産の表現が期待を下回っていることであり、誰もその理由を本当に知りません。合理的な説明は、問題は展開された資産ではなく、私たちの期待であるということです。あなたの観点からすると、トラッカーの地形の喪失は、誰も話さない部屋の中の象か、誰もほしくない食べ物だ。

追跡架台の地形損失が正確にモデル化されていない場合、PVsyst生産モデリングシミュレーションとこれらによって提供される収益モデルは、太陽光発電所のパフォーマンスを過大評価する傾向があります。これらの影響を常に過小評価すると、投資家のリターンと信頼が低下する可能性があります。さらに、これらの回避可能なシステム損失がプロジェクトの開発、設計、および調達中に過小評価されている限り、回避可能なシステム損失を回復する緊急性や動機はありません。

地形の影の損失は実際の問題ですが、太陽光発電性能モデリングコミュニティはこの問題に直面しています。 2021年のIEEE太陽光発電専門家会議（PVSC）会議の一環として、DNVのパフォーマンスエンジニアのグループが、進行中の地形シャドウロス研究の結果を発表しました[1]。著者は、DNVのSolarFarmerソフトウェアを使用して、ノースカロライナ州の南西の平均勾配が4％のサイトをモデル化しました。著者は、平地でのトラッカーの出力と可変地形での出力の違いを分析し、トラッカーの地形損失が-2％であることを発見しました。

Black＆Veatchエンジニアの最近の作業でも、同様の結果が得られました[2]。著者は、交差した湿地と約3％の東西傾斜がある米国東部のサイトで提案された太陽光発電所を研究しました。著者は約-2.5％の地形的収量損失をシミュレートしました。地形適応バックトラッキング戦略の影響を分析して、著者は、それが地形の影の損失の大部分を補うことができると結論付けています。

Nextracker自身のモデリング結果は、傾斜した地形に関連する生産損失の見積もりの大まかなオーダーを検証しました。拡散放射照度の含有量が高い場所では、標準のバックトラッキング方法を使用して、地上被覆率（GCR）に応じて、穏やかな3％レベルで、年間1％から2.5％の損失が発生します。図1に示すように、「陰陽耐性」ハーフカットバッテリーモジュールを使用してこれらの結果をモデル化したことに注意してください。

次に、代表的な100 MW単軸追跡太陽光架台プラントと特定のエリアの平均PPAレートに基づいて、この分析を複数の場所に拡張しました。図2に示すように、トラッカー地形の影の喪失に関連する経済的影響はささいなことではありません。地形の影の損失は、年間約100,000〜200,000米ドルです。これは、特にフリートプロジェクト全体の財務状況を綿密に追跡している資産所有者にとって、期待と現実の間の大きなギャップです。プロジェクトのライフサイクル全体にわたって推測すると、30年間の運用における収益損失の現在価値（約5％の割引率）は、発電所容量100MWあたり200万米ドルを簡単に超える可能性があります。

このパフォーマンスの低いリスクの重要性は、地形の影の損失のモデリングに対してより厳密なアプローチに値します。事実上の業界標準のパフォーマンスモデリングソフトウェアPVsyst7の最新バージョンは、東西の傾斜変化に対するソーラーマウントの地形シャドウロスモデリング機能の基本的な追跡ソーラー架台を提供します。 Nextrackerの地形モデリングのベストプラクティスガイドと組み合わせると、エンジニアは実際のプラントレイアウトのAutoCADファイルをPVsystにインポートし、USGSまたは現地調査から詳細な地形をカバーし、東西の傾斜変化の影響を推定できます。この特別な厳格さは、すべての利害関係者（開発者、EPC、IE、保険会社、投資家）に利益をもたらします。これは、大規模な工場の生産損失の主な原因に対する透明性と信頼を高めるためです。

地形と建設公差の損失を補うために、プロジェクトの利害関係者は、NextrackerのTrueCaptureテクノロジーなどの高度な追跡アルゴリズムをフィールドシステムに展開できます。 Nextrackerの高速、高精度、高粒度の追跡ハードウェアによってサポートされているTrueCaptureアルゴリズムは、正確なサイトおよびインストール固有の情報を使用して、個々のトラッカー行ごとに最適な制御戦略を計算します。

Nextrackerは、行レベルの地形の影の損失を最小限に抑えることで、システムレベルの出力を最大化できます。 Nextrackerには、独自のモデリングソリューションであるTrueSimもあります。これは、TrueCaptureに関連する歩留まりの向上を推定できるだけでなく、実現された向上の検証プロセスも提供します。地形の影の損失のモデリングと軽減は、Nextrackerが革新的なテクノロジーとデータ分析を通じて太陽光発電所のパフォーマンスを最適化し続ける多くの方法の1つにすぎません。

ますます大規模なソーラーパネル架台プロジェクトの頻度と分布が増加するにつれて、ソーラー開発のための「単純な」サイトはますます過去のものになりつつあります。意味のある地形変化を伴う制限されたサイトが標準になりつつあります。そのPVSC紙用にモデル化された4％の平均グレードDNVは、今日の市場では珍しいことではありません。どちらかといえば、これは控えめな平均です。局所的な勾配は15％にもなる可能性があるからです。良いニュースは、傾斜を意識したバックトラックにより、複雑な地形に関連する影の損失が減少することです。

傾斜知覚のバックトラックを実現する一般的な方法は、必要に応じてサイトを切り取って埋め、均一な傾斜を実現することです。次に、桟橋が傾斜単葉機に対して均一な高さに駆動されると、結果は面内トラッカーレイアウトになります。残念ながら、完全な面内トラッカーレイアウトは現実的ではありません。数千エーカーの土地を伐採して整地することは非現実的であるだけでなく、土壌の安定性と生息地の保護の観点からも逆効果になる可能性があります。

インテリジェントに制御された独立したライントラッカーは、ソーラー資産の全出力をキャプチャし、その経済的パフォーマンスを最大化するのに理想的です。現実の世界では、大規模なユーティリティ規模のソーラーサイトでの地形の変化は避けられません。実生活では、トラッカー桟橋の上部が完璧な平面を生成することはめったにありません。この不完全な世界のコンテキストでは、トラッカーの地形損失を軽減するための最も効果的な方法は、通常、最もきめ細かい方法です。

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