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.

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Facile à utiliser l'outil pour calculer les détails essentiels pour aider un utilisateur à analyser l'énergie solaire disponible pour eux. Il fournit des détails d'un graphique du profil énergétique quotidienne au cours d'une année, ainsi que l'énergie totale produite au cours de cette période, l'angle d'inclinaison optimal et les détails pour aider les utilisateurs taille d'un micro-réseau. Cette application fournit une fonctionnalité unique permettant à un utilisateur de quantifier le nombre de jours par an où ils ne seront pas assez d'énergie pour répondre à leur charge qui est très utile pour aider à la taille d'un micro-réseau.

Je suis un étudiant qui a tout juste diplômé d'une maîtrise en génie de l'énergie durable et un baccalauréat en physique à la fois de l'université de Nottingham. Pour mon projet de maîtrise, j'ai décidé d'essayer de créer un programme facile à utiliser qui pourrait aider un utilisateur qui ne possède pas beaucoup de connaissances sur l'énergie solaire mettre en œuvre un système solaire phototvoltaic. Le résultat final est cette application, une description relativement brève pour ce qui est inclus ci-dessous.

Pour calculer le rendement énergétique des cellules solaires de l'utilisateur le programme effectue une série de calculs géométriques sur la base de la position de la terre par rapport au soleil, la rotation de la terre, etc ... Une intégrale est ensuite résolu sur chaque heure de chaque jour de la années pour trouver l'intensité du rayonnement solaire incident sur un plan horizontal à partir duquel le rayonnement sur un plan incliné à un angle quelconque peut être trouvé. Les données du montant de la couverture nuageuse et la réflectivité de surface correspondant à l'emplacement spécifié par l'utilisateur est lu depuis le site Web « POWER » de la NASA et utilisé. Une fois que le rayonnement solaire a été calculé, il est facile de trouver l'énergie produite en utilisant la zone des panneaux et de l'efficacité des cellules et l'onduleur. Ce résultat est ensuite présenté à l'utilisateur sous la forme d'un graphique de l'énergie quotidienne au cours d'une année et de l'énergie totale produite pour cette année.

L'angle d'inclinaison optimum est simplement calculée en exécutant le code décrit ci-dessus sur chaque angle d'inclinaison de 0 à 90 degrés, et délivrer en sortie l'angle qui correspond à la plus grande production d'énergie annuelle.

La section de dimensionnement micro-grille se lit dans les données du site de la NASA de rayonnement solaire quotidien sur une surface horizontale sur une période de 34 ans (ce qui est la raison pour laquelle il faut un certain temps à courir). Il restructure ensuite et effectue une vaste analyse statistique sur les données pour produire un tableau des déficits d'énergie et les jours correspondants chaque année sur laquelle un déficit énergétique de cette taille ou plus se produira. Un déficit énergétique est définie comme la différence entre la charge quotidienne et de l'énergie produite lorsque pas assez d'énergie est générée pour répondre à la demande. Le tableau ci-produit est très utile pour les utilisateurs qui sont des utilisateurs qui essaient de taille d'un micro-réseau car elle leur permet de voir la fréquence avec laquelle les déficits d'énergie se produisent et leur étendue (la quantité d'énergie qu'ils manquent). Ainsi, la taille de leur micro-réseau en conséquence. Ceci est le composant unique de l'application.

Il est également intéressant de noter que le site de la NASA à partir de laquelle cette application extrait les données est dans sa phase de test bêta et est parfois inaccessible dans ce cas, l'application renvoie une erreur.

Lewis O'Leary

olearylewis94@outlook.com

+44 (0) 7791514094

Ces données ont été obtenues à partir du projet NASA Langley Research Center POWER financé par la NASA Science de la Terre Direction du Programme des sciences appliquées.

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