Учёные восстановили наклон и азимут солнечных панелей на крышах по данным мощности: 17 систем

Международная группа исследователей разработала метод определения наклона и азимута крышных фотоэлектрических массивов по эксплуатационным данным о мощности, сообщает pv-magazine.com. pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗ Авторы проверили его на 17 коммерческих крышных системах в Австралии с независимо подтверждённой ориентацией. pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗ Данные об ориентации нужны для оценки выработки электроэнергии и поиска неисправностей, но записи об установке часто отсутствуют или неверны, а осмотр объектов нереалистичен для больших парков ФЭС.

Данные и метод

Исследователи использовали эксплуатационные данные, собранные в 2025 году на коммерческих крышных ФЭС в Австралии. Набор включал измерения мощности постоянного тока с интервалом пять минут для каждого трекера точки максимальной мощности (MPPT). Моделирование для ясного неба и метеоданные ERA5 применили, чтобы оценить освещённость панелей при разных углах наклона и азимута. pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗

Отобрав периоды с высокой прямой освещённостью и достаточным числом измерений утром и днём, команда применила алгоритм оптимизации, который подбирает ориентацию, лучше всего совпадающую с измеренной мощностью. Алгоритм также корректировал эффективную мощность системы с учётом потерь. Исследователи сравнили две метрики подгонки: R² и функцию потерь Хубера. R² показывает, насколько модельная мощность совпадает с наблюдаемой, а функция Хубера снижает влияние выбросов, например отклонений из-за затенения. Также оценили влияние затенения, малых углов наклона, разрешения данных, температуры модулей и ограничения мощности инвертора.

Точность и ограничения

На незатенённых системах метод восстановил наклон с медианной ошибкой около 2°, а азимут около 4°, используя только данные мощности постоянного тока и координаты объекта, заявил автор-корреспондент Hanrong Huang. pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗ Поскольку метод работает с данными постоянного тока, он позволяет определять ориентацию каждого массива отдельно на уровне MPPT.

Моделирование для ясного неба стабильно превосходило ERA5, которое дало медианные ошибки наклона 10°–12° и азимута 48°–62° для незатенённых систем. pv-magazine.compv-magazine.compv-magazine.comОткрыть источник ↗ Затенение увеличило ошибки азимута при моделировании для ясного неба с 4° до 35° для функции Хубера и с 15° до 27° для R². При наклоне менее 5° азимут определить трудно, так как ориентация панели слабо влияет на падающую освещённость, что ограничивает влияние таких ошибок на оценку выработки.

Главным ограничением авторы назвали частичное затенение. Следующие шаги: снизить его влияние на точность и сделать метод устойчивым к ограничению мощности и отключениям инвертора. Работа опубликована в журнале Solar Energy под названием «Recovering rooftop photovoltaic array tilt and azimuth from operational power data». В команду вошли специалисты Китайской академии наук, Университета Нового Южного Уэльса, Diagno Energy и Global Sustainable Energy Solutions.