采用PVSyst的独立光伏电站与电池储能技术经济可行性及敏感性分析

为应对气候改变，联合国经过《可继续发展方针》（SDG 7）强调需要获取经济实惠、牢靠且可继续的动力。本研讨经过为印度阿格拉RBS学院物理系规划并剖析一套独立太阳能光伏体系，为此倡议作出奉献。该体系选用297块光伏组件（每块峰值功率400 Wp）和锂离子电池储能体系，可满足每日480千瓦时的动力需求。研讨运用PVSyst软件进行精细化功用模仿，并综合考虑了当地气候条件。该规划方案包含一个倾角30°的固定式光伏阵列、电池管理体系以及高效最大功率点跟踪(MPPT)转换器。模仿结果表明体系功用比(PR)达71.2%、太阳能占比(SF)达97.5%，显示出对太阳能的高度依赖性。研讨对热损耗、失配损耗及欧姆损耗等能量丢失进行了量化剖析并制定缓解措施。经过剖析发电量的时节性改变，保证体系全年运转稳定性。月度能量平衡与电池荷电状况剖析证明，即使在季风时节（7-9月）出现短期下降，该体系在大大都月份仍能坚持完全的太阳能占比，展现出微弱功用。本研讨为光伏体系优化、能量丢失最小化及长期可继续性发展供给了完整结构，对完成可继续发展方针7（SDG 7）和清洁动力推行具有积极意义。
太阳能因其可继续性、可获得性及环境效益，已成为最具前景的可再生动力之一。面临化石燃料储量干涸与温室气体排放激增的两层应战，太阳能光伏（PV）技能为完成可继续动力生产供给了可行路径。印度凭借其丰厚的太阳能资源，以及经过"国家太阳能任务"等举措供给的强力政策支撑，已成为全球太阳能使用领域的引领者之一[1]。
全球范围内，光伏技能日益广泛的部署在向低碳动力体系转型中发挥着关键作用。根据IRENA[2]的数据，截至2022年底全球累计光伏装机容量已打破1185吉瓦，使其成为增长最快的可再生动力技能。International Energy Agency (IEA)[3]猜测在净零排放情形下，到2050年太阳能光伏发电可能奉献全球电力生产的近33%。近年来，经过开发高效单晶和双面组件以及集成电池储能体系（BESS）以提升牢靠性与灵活性，已取得重大技能进展[4,5]。
在这一全球结构下，印度的组织与教育部门正日益探究将独立光伏体系作为电网依赖的可继续代替方案。坐落高太阳辐射区阿格拉的RBS学院物理系，为实施此类体系供给了适宜事例。该举措经过促进教育组织公平获取清洁牢靠动力，与联合国可继续发展方针7（经济适用的清洁动力）构成协同。
从前的研讨[[6], [7], [8], [9]]已针对光伏体系在辐照度、温度和失配损耗方面的优化问题展开评论。但是，大都研讨集中于并网装备，使得面向组织使用的独立光伏-电池储能体系（PV-BESS）仍处于相对未被充沛研讨的阶段。这一空白凸显了在此类使用场景中展开基于功用的可行性研讨的必要性，需一起兼顾技能功率与运转牢靠性。
在这方面，模仿东西是规划与评价的重要东西。作为最全面的光伏模仿渠道之一，PVSyst能够对不同环境和技能参数下的体系功用进行具体建模[[10], [11], [12]]。该渠道集成了气象数据、供给损耗剖析及光伏阵列、逆变器与电池组件的优化功用。相较于HOMER或MATLAB等其他东西，PVSyst在模仿独立光伏-电池储能体系互动时具有更高的实在度，因此成为本研讨的抱负东西（IRENA）[2]。
本研讨的动机源于学术组织日益增长的动力需求，以及对保证不间断运转的牢靠、可继续体系的需求。COVID-19大流行进一步凸显了动力独立和选用清洁动力对于保持关键教学科研功用的重要性。
因此，本研讨选用PVSyst软件为阿格拉RBS学院物理系规划并剖析了一套独立运转的太阳能光伏-电池储能体系。该研讨的创新性在于针对当地气候条件进行了全面的功用模仿，包含逆变器和电池参数的敏感性及不确定性剖析、时节性功用改变评价以及体系牢靠性测试。一起，本研讨还整合了社会经济视角，将技能成果置于更广泛的可继续发展方针结构中进行阐释。
因此，本研讨的Objective是经过PVSystSimulation渠道，评价一套为北印度气候条件下Agra地区RBS学院物理系规划的、配备电池储能体系(BESS)的独立太阳能光伏电站的技能可行性与功用表现。该研讨重点剖析功用比(PR)、单位发电量等关键功用指标，以及热损耗、失配损耗、欧姆损耗、变流器损耗和电池损耗等体系损耗组成，一起评价发电量的时节性改变与体系牢靠性。此外，还展开了逆变器与电池参数的敏感性及不确定性剖析，以验证Simulation结果的稳健性。经过将技能评价与社会经济影响的背景评论相结合，本研讨旨在为规划高效的组织级光伏-电池储能体系供给一个可仿制的结构，以支撑可继续且牢靠的动力解决方案。