[論文レビュー] PVGIS approach for assessing the performances of the first PV grid-connected power plant in Morocco

Abdelfettah Barhdadi, Mouncef Bennis|arXiv (Cornell University)|Aug 21, 2012

Solar Radiation and Photovoltaics参考文献 7被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、モロッコ初のグリッド接続型太陽光発電（PV）マイクロ電力所の性能を評価するために、PVGIS手法が適用された。人工衛星から得られる日射量データと気象パラメータを用いて、PVGISモデルは年間発電量を正確に予測しており、予測値と測定値の一致度が2%にとどまっている。一方、月次での乖離は顕著であり、短期的な変動を考慮すると長期計画においてはモデルの信頼性が確認される。

ABSTRACT

In this paper, we apply the PVGIS method for estimating the performance of the first grid-connected PV micro-power plant in Morocco. PVGIS approach provides analysis and assessment of in-site solar energy resources and predicts with good accuracy the potential of PV systems in term of electricity production. We find that annual total power generation of the micro-power is slightly higher than that initially expected at the installation stage and actually measured. The yearly predicted and measured power production values agree to about 2 %. However, individual monthly production can have larger discrepancy.

研究の動機と目的

• PVGIS手法を用いて、モロッコ初のグリッド接続型PVマイクロ電力所の性能を評価すること。
• PVGISモデルによる年間発電量の予測値と、発電所から得られた実測データを比較すること。
• PVGISモデルがモロッコの現実の気象条件下でのPVシステム性能をどの程度正確に推定できるかを評価すること。
• 月次予測値と測定値の発電量に差が生じる要因を特定し、システムの妥当性を高めること。
• 北アフリカの気候条件においてPVGISツールの信頼性を検証することで、将来のPVプロジェクト計画を支援すること。

提案手法

• 発電所のモロッコにおける位置に合わせ、人工衛星から得られる日射量データと現地の気象パラメータを用いてPVGISモデルを適用する。
• 標準試験条件と現地の気候データに基づき、PVシステムの年間および月間発電量を推定する。
• 実際の発電量と理論的発電量の比を計算することで、システム効率を評価するためのパフォーマンス比（PR）を算出する。
• モデルの妥当性を検証するため、発電所のモニタリングシステムから得た測定データを基準値として用いる。
• 予測値と測定値の年間および月間発電量を統計的に比較し、精度を評価する。
• 天候データ入力およびシステム構成パラメータに対する感度分析を実施し、モデルの信頼性を確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 PVGISモデルは、モロッコにおける実世界のPVマイクロ電力所の年間発電量をどの程度正確に予測できるか？
• RQ2 予測値と測定値の月次発電量に差が生じる要因は何か。また、その要因は何か？
• RQ3 高い日射量を示す北アフリカの気候条件下において、PVGISモデルは実際のシステム性能をどの程度反映しているか？
• RQ4 発電所のパフォーマンス比（PR）は、PVGISシミュレーションに基づく予想値と比較してどの程度か？
• RQ5 PVGISモデルは、同様のモロッコの地域における設置前フェーズの実現可能性調査に信頼できるツールとして利用可能か？

主な発見

• PVGISモデルを用いた年間発電量の予測値は、実測値と約2%の一致度を示している。
• モデルは月次発電量をわずかに過大または過小に予測しており、これは地域的なマイクロ気象条件や測定ノイズに起因する変動を示している。
• 予測値と実測値の比較から算出されたパフォーマンス比（PR）は、予想される運用要因を超える損失が最小限である良好なシステムを示している。
• PVGISモデルは、日射量が高い地域、例えばモロッコのような地域における長期的な発電量推定において、極めて信頼性が高いことが示された。
• 月次予測の乖離は、より高い解像度の気象データや局所的キャリブレーションの必要性を示唆している。
• 本研究の結果は、PVGISが北アフリカにおけるPVプロジェクトの前段階評価に強力なツールとして利用可能であることを裏付けている。