Normalised efficiency of photovoltaic systems: Going beyond the performance ratio

Herteleer, Bert; Huyck, Bart; Catthoor, Francky; Driesen, Johan; Cappelle, Jan

doi:10.1016/j.solener.2017.08.037

Cited by 33 publications

(21 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The performance ratio is also widely used [17][18][19]. The performance ratio is defined in IEC 61724 [24].…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

“…maximum power and irradiance under standard condition test). In [18], the authors improve the basic model to reflect the time-dependent nature of PV power output. The main difference is that the irradiance input is first linked to the power output on a moment-by-moment basis and then averaged.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

“…Comparing the measured power output of the similar irradiance range, they estimate how much PV power output degrades compared to its initial performance [15,16]. The performance ratio is also widely used [17][18][19]. The performance ratio is the ratio of measured power output to the expected output for a given reporting period based on irradiance and power output.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Forecast uncertainty‐based performance degradation diagnosis of solar PV systems

Lee

2020

IET Renewable Power Generation

View full text Add to dashboard Cite

In this study, the authors are interested in estimating how much a PV system underperforms than expected by exploiting forecast uncertainty. For this, they first study a forecast accuracy-related forecast uncertainty metric using the ensemble method based on the dropout technique, which is widely used in deep learning forecasting models. Given the forecast accuracy-related uncertainty metric, the rationale of the authors' approach is that forecast accuracy is likely to decrease compared to the normal case of similar uncertainty metric values if any performance degradation happens. It is because similar uncertainty metric values are likely to show similar forecast accuracy. Therefore, they generate a standard table by simulating possible performance degradation cases and conduct the performance degradation diagnosis by looking up the standard table based on the uncertainty metric. From the experiments, in the case of persistent degradation, they show that their approach estimates the performance degradation with the estimation error of around 1% while an uncertainty-unaware approach shows the estimation error of up to 5%. In the case of temporal degradation, their approach shows the estimation error of around 3%, while the uncertainty-unaware approach does not show meaningful result.

show abstract

“…The performance ratio is also widely used [17][18][19]. The performance ratio is defined in IEC 61724 [24].…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Forecast uncertainty‐based performance degradation diagnosis of solar PV systems

Lee

2020

IET Renewable Power Generation

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…To sum up, methods of analysis are mainly based on mathematical models, on the calculation of standards' metrics IEC 61724 , the use of models of the PVUSA type [151], the use of neural networks , and the use of simulation models. Another type of analysis is based on normalization procedures [152][153][154]. All of the types of analysis are presented in the follow sections.…”

Section: Performance Analysis Of Photovoltaic Systemsmentioning

confidence: 99%

Development of methodologies for performance analysis of grid-connected photovoltaic systems

Ρουμπακιάς¹

View full text Add to dashboard Cite

Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ραγδαία εξέλιξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ιδίως των Φωτοβολταϊκών συστημάτων. Στην Ελλάδα υπάρχει σημαντικός αριθμός εγκαταστάσεων διασυνδεδεμένες με το δίκτυο οι οποίες λειτουργούν την τελευταία δεκαετία. Ένας τομέας με ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον είναι η ανάλυση της απόδοσης τους, η διερεύνηση της γήρανσης τους, η καταγραφή μιας βάσης δεδομένων με το ηλιακό δυναμικό και τους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση τους. Η παρούσα διατριβή βασίζεται σε 5 θεματικές ενότητες οι οποίες διερευνώνται από 5 πειραματικές διατάξεις οι οποίες αποτελούνται από Φωτοβολταϊκά πάρκα στην περιοχή της Θεσσαλίας και μια διάταξη στο πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Η πρώτη ενότητα διερευνά την απόδοση σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας σε συνάρτηση με το air mass και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Η υπό εξέταση εγκατάσταση ήταν ένα ΦΒ πάρκο 2MWp διασυνδεμένο με το δίκτυο της υψηλής τάσης και από ένα ΦΒ πλαίσιο σε πειραματική εκτός δικτύου διάταξη στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν μείωση της απόδοσης για γωνίες ηλιακού ύψους μικρότερες από 45 μοίρες ή πτώση της ηλιακής ακτινοβολίας κάτω από 200 W/m2. Η δεύτερη ενότητα περιλαμβάνει τον συνδυασμό της υπέρυθρης θερμογραφίας με την οπτική επιθεώρηση σε πέντε ΦΒ συστήματα 99,84kWp και ένα σε επί στέγης 9,88kWp. Αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία και ένας οδηγός για θερμογράφηση των εγκαταστάσεων. Η Τρίτη ενότητα περιλαμβάνει την διαμόρφωση μια μεθοδολογίας για αξιολόγηση της απόδοσης ΦΒ συστημάτων σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Στην διαδικασία της ανάλυσης χρησιμοποιήθηκαν το airmass και το Clearness index της ατμόσφαιρας. Το υπό εξέταση σύστημα αποτελείται από ένα ΦΒ πάρκο διασυνδεδεμένο 99,84kWp στην Κεντρική Ελλάδα. Η ανάλυση διεξήχθη σύμφωνα με τις ακόλουθες τρεις κατευθύνσεις: (i) αξιολόγηση τριών μαθηματικών μοντέλων, (ii) υπολογισμός του performance ratio (iii) διαμόρφωση μιας διαδικασίας αξιολόγησης βασισμένης στην κανονικοποημένη απόδοση στις STC συνθήκες. Τα αποτελέσματα δείχνουν σημαντική διακύμανση της ετήσιας παραγωγής ενέργειας κατά 10% την περίοδο 2013-2015. Αυτή η διακύμανση διερευνήθηκε μέσω της προτεινόμενης διαδικασίας ωστόσο, πρόκειται για μια μικρή μείωση της απόδοση των ΦΒ η οποία είναι εντός των ορίων της εγγύησης του κατασκευαστή. Η τέταρτη ενότητα περιλαμβάνει την ανάλυση της απόδοσης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος 12,84 kWp διασυνδεδεμένου στο δίκτυο στην κεντρική Ελλάδα για έξι χρόνια λειτουργίας. Η μεθοδολογία ανάλυσης βασίστηκε σε τρεις άξονες: (i) υπολογισμό του ημερήσιου PR και ετήσιου PR και σύγκριση για τα 6 έτη λειτουργίας (ii) Εφαρμογή ενός μαθηματικού μοντέλου (iii) Υπολογισμός της κανονικοποιημένης απόδοσης σε συνθήκες STC. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν μικρή μείωση της απόδοσης κατά τη διάρκεια των ετών, με ποσοστά που κυμαίνονται από 1 έως 4%. Η πέμπτη ενότητα περιλαμβάνει την ανάλυση της απόδοσης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος 12,84 kWp διασυνδεδεμένου στο δίκτυο στην κεντρική Ελλάδα με στόχο την διερεύνηση της επίδραση της σκόνης στην επιφάνεια των ΦΒ πλαισίων και αέριων ρύπων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μόνο ή έντονη συσσώρευση σκόνης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση των ΦΒ συστημάτων με μείωση κατά 5,6% της απόδοσης. Ωστόσο, η επίδραση των αερίων ρύπων παρατηρείται να μη έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση.

show abstract

“…Several alternative fault detection procedures have been developed. The PR can be normalized in order to become more independent of the operating conditions (Herteleer et al, 2017).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Contribution to the analysis of the performance of distributed PV systems

Leloux¹

View full text Add to dashboard Cite

This work aims to constitute a contribution to the field of the analysis of the performance of distributed photovoltaic (PV) systems and to the detection of faults of operation that can hinder their performance. With that objective in view, the work has been articulated around three main lines of research: the analysis of the performance of dozens of thousands of PV systems in Europe, the development of a novel fault detection method applied to PV system fleets, and the generation of solar irradiation data from the PV energy output.We have based our analysis on the operational data monitored at more than 31,000 PV systems in Europe, with special focus over Belgium and France, and in a lesser extent to the UK and Spain.For the analysis of the performance of PV systems, three main questions are posed: how much energy do they produce? What level of performance is associated with their production? Which are the key parameters have the most influence on their quality?The mean Energy Yield of the PV systems located in each of the four reference countries is 1115 kWh/kWp for France, 898 kWh/kWp for the UK, 908 kWh/kWp for Belgium, 1450 kWh/kWp for the PV plants in Spain mounted on a static structure, and 2127 kWh/kWp for those mounted on a solar tracker in Spain.The quality of the PV systems is quantified using the Performance Ratio (PR), and the Performance Index (PI). After a mean exposure time of 2 years, the mean value of Performance Ratio is 78% in Belgium and 76% in France, and the mean Performance Index of the PV systems is 85% in both countries, which implies that the typical real PV system produces 15% less than a very high-quality PV system (or reference PV system) under the same conditions. On average, the real power of the PV modules falls some 5% below their corresponding nominal power announced on the manufacturer's datasheet. However, some modules show a real power more than 15% below the nominal power announced by their manufacturer. A brief analysis by PV module technology has led to relevant observations about two technologies. On the one hand, the PV systems equipped with Heterojunction with Intrinsic Thin layer (HIT) modules show performances higher than average. On the other hand, the systems equipped with Copper Indium Gallium Selenide (CIGS/CIS) modules show a real power that is 16 % lower than their nominal value.We have shown that the distribution of the yearly integrated PR can be modeled well using a Weibull distribution for PR values ranging from 60% to 90%. This range of values represents the majority of the PV systems, and we suggest that they are representative of the state of the art for PV systems in Europe. The typical PR value for the PV systems installed in Europe before 2015 is 79% and its value for the PV systems installed in the last few years is 81%.2) Estimating the tilted solar radiation in any plane G(α2,β2) from another plane G(α1,β1)

show abstract

Normalised efficiency of photovoltaic systems: Going beyond the performance ratio

Cited by 33 publications

References 9 publications

Forecast uncertainty‐based performance degradation diagnosis of solar PV systems

Forecast uncertainty‐based performance degradation diagnosis of solar PV systems

Development of methodologies for performance analysis of grid-connected photovoltaic systems

Contribution to the analysis of the performance of distributed PV systems

Contact Info

Product

Resources

About