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

Mudah untuk menggunakan alat untuk mengira maklumat penting untuk membantu pengguna menganalisis tenaga solar yang ada pada mereka. Ia menyediakan butiran graf profil tenaga harian sepanjang tahun dan juga jumlah tenaga yang dihasilkan sepanjang tempoh itu, sudut kecondongan optimum dan butiran untuk membantu pengguna bersaiz mikro-grid. Aplikasi ini menyediakan ciri-ciri yang unik yang membenarkan pengguna untuk mengira bilangan hari setiap tahun di mana mereka tidak akan mempunyai tenaga yang cukup untuk memenuhi beban mereka yang sangat berguna untuk membantu saiz mikro-grid.

Saya seorang pelajar yang baru sahaja berkelulusan sarjana dalam bidang kejuruteraan tenaga lestari dan sarjana muda dalam fizik kedua-duanya dari University of Nottingham. Bagi projek tuan saya, saya mengambil keputusan untuk mencuba untuk mewujudkan mudah untuk menggunakan program yang boleh membantu pengguna yang tidak mempunyai banyak pengetahuan tentang tenaga solar melaksanakan sistem phototvoltaic solar. Hasilnya adalah aplikasi ini, penerangan yang agak ringkas untuk yang disertakan di bawah.

Untuk mengira tenaga yang dikeluarkan dari sel-sel solar pengguna program ini melakukan satu siri pengiraan geometri berdasarkan kedudukan bumi berkenaan dengan matahari, putaran bumi, dan lain-lain ... Satu penting kemudiannya diselesaikan lebih setiap jam setiap hari dalam tahun untuk mencari keamatan kejadian sinaran suria pada satah mendatar yang radiasi pada satah condong pada sudut mana-mana boleh didapati. Data jumlah perlindungan awan dan permukaan pantulan yang sepadan dengan lokasi pengguna yang dinyatakan itu dibaca dari laman web 'POWER' NASA dan digunakan. Apabila radiasi solar telah dikira ia adalah mudah untuk mencari tenaga yang dihasilkan menggunakan bidang panel dan kecekapan sel-sel dan penyongsang. Keputusan ini kemudiannya dikemukakan kepada pengguna dalam bentuk graf tenaga harian sepanjang setahun dan jumlah tenaga yang dihasilkan bagi tahun itu.

Sudut kecondongan optimum adalah semata-mata dikira dengan menjalankan kod yang dinyatakan di atas ke atas setiap sudut kecondongan 0-90 darjah dan keluarkan sudut yang sepadan dengan penjanaan tenaga tahunan terbesar.

Seksyen saiz mikro grid dibaca dalam data dari laman web NASA insolation setiap hari di atas permukaan yang mendatar sepanjang tempoh 34 tahun (ini adalah mengapa ia mengambil masa yang lama untuk menjalankan). Ia kemudian menyusun semula dan melakukan analisis statistik terperinci mengenai data output jadual defisit tenaga dan hari-hari sama setiap tahun di mana defisit tenaga sebesar itu atau yang lebih besar akan berlaku. Defisit tenaga ditakrifkan sebagai perbezaan antara beban setiap hari dan tenaga yang dihasilkan apabila tidak cukup tenaga dihasilkan untuk memenuhi permintaan. Jadual yang dihasilkan adalah sangat berguna untuk pengguna yang merupakan pengguna yang cuba untuk saiz mikro-grid kerana ia membolehkan mereka untuk melihat kekerapan yang defisit tenaga berlaku dan sejauh mana mereka (berapa banyak tenaga mereka kekurangan). Oleh itu, bersaiz mikro-grid mereka dengan sewajarnya. Ini adalah komponen unik app.

Ia juga diperhatikan bahawa laman web NASA dari mana aplikasi ini memetik data yang ada di dalamnya adalah fasa ujian beta dan kadangkala tidak tersedia di mana aplikasi akan membuang ralat.

Lewis O'Leary

olearylewis94@outlook.com

+44 (0) 7791514094

Data-data ini diperolehi daripada Projek POWER NASA Langley Pusat Penyelidikan dibiayai melalui Sains Direktorat Applied Science Program NASA Earth.

Ikon dibuat oleh Vektor Market dari www.flaticon.com dilesenkan oleh CC 3.0 OLEH