机器翻译，未经校对人员审核，可能存在错误。
作者： | 于2025年欧洲PVPMC研讨会上于塞浦路斯阿依纳帕发表 |
2025年10月29日 |
概述
随着光伏行业向地理挑战性地区扩展，双面模块、跟踪器和地形跟踪布局等技术正成为常态。传统的仿真方法，特别是视因子模型，依赖于简单的几何比值。虽然速度快，但这些模型不适合复杂的着色几何或地形跟踪系统，因为它们无法准确捕捉这些环境中光影的复杂相互作用。
我们在2025年10月于塞浦路斯阿依纳帕举行的 欧洲PVPMC（欧洲PVPMC） 上展示了Solargis解决方案。
Solargis Evaluate 中的智能光线追踪
为解决这些限制，Solargis 在 Solargis Evaluate 中实现了智能光线追踪。与简化模型不同，该方法模拟三维环境中光的物理行为。
主要能力包括：
单元分辨率：发动机计算模块前后每个单元的全局倾斜辐照度（GTI，也称为面内或阵列平面辐照度）。
详细电气仿真：高分辨率光学数据使模拟器能够考虑 特定模块的电气行为，例如半切模块中旁路二极管在部分遮蔽下的激活。
高级物理：该模型集成了 佩雷斯全天候天空模型 ，实现准确的漫反射光计算，并处理任意着色几何形状。
测试系统GTI的单元热图，显示详细的着色计算
（截图来自内部 Solargis 评估 PV 模拟器可视化工具）
量化影响
该研究通过使用简化模型与详细光线追踪在三种场景中量化引入的误差，每种场景关注一个关键的简化。使用了一年数据，时间分辨率为15分钟，用于所有场景的测试。结果显示，忽视复杂因素会导致产量估计产生显著偏差。
剧情 | 遗址 | 研究因子 | 导致比光伏输出的差异 |
|---|---|---|---|
地形跟踪 | 日本 （128兆瓦电） | 地形跟随布局与简化平面布局的比较 | 10.6%的相对差异 |
复着色 | 瑞士 （6.3兆瓦功率） | 考虑外部遮蔽对象（风力涡轮机、建筑物）和自定义地形 | 3.9%的相对差异 |
跟踪器结构着色 | 斯洛伐克 （3.3兆瓦功率） | 考虑扭矩管在单轴追踪器上投下的阴影 | 1.1%的相对差异 |
这些发现表明，光线追踪不仅仅是理论上的改进，更是准确性的关键要求，因为简化模型可能会大幅高估或低估产量。
可扩展性与性能
历史上，光线追踪计算量较大。然而，这项研究表明云计算有效消除了这一障碍。可扩展性和性能测试使用位于埃及的一座大型 477兆瓦电厂 ，使用 30年的 输入数据，时间 分辨率为15分钟。
Solargis Evaluate 可扩展的云计算架构与高端台式机在性能上的差异非常明显。桌面 PC 上的基准模拟耗时 3小时44分钟 ，而 Solargis Evaluate 仅用7分钟完成了同样的模拟 ——速度提升了32倍。
结论与影响
对于现代光伏项目，尤其是涉及双面跟踪器或不平整地形的项目，详细的3D光学模拟至关重要。光线追踪为空间辐照度分布和电气仿真提供了必要的精度。通过云并行化的集成，这种高保真度建模现在足够可扩展且足够快速，适合设计流程中的日常使用。
对于光伏开发者和系统设计者来说，这些发现凸显了现代项目使用先进仿真工具的必要性。
风险降低：依赖简化地形或阴影模型可能导致显著的产量估算误差（复杂地形中超过10%），直接影响财务模型和银行可行性。
设计优化：可视化每单元的GTI热图使工程师能够识别热点并优化串线布局，以减少部分遮阴造成的损失。
可扩展性：云计算的集成消除了硬件瓶颈，使用户能够在几分钟内运行复杂的基于物理的大型公用事业项目仿真，而非数小时或数天。