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.

Icons made by Vectors Market from www.flaticon.com is licensed by CC 3.0 BY

أداة سهلة الاستخدام لحساب التفاصيل الأساسية لمساعدة المستخدم تحليل الطاقة الشمسية المتاحة لهم. ويوفر تفاصيل الرسم البياني للوضع الطاقة اليومية على مدار السنة، وكذلك الطاقة الكلية المنتجة خلال تلك الفترة، وزاوية الميل المثلى وتفاصيل لمساعدة المستخدمين على حجم الشبكة الصغيرة. يوفر هذا التطبيق ميزة فريدة من نوعها في السماح للمستخدم لتحديد عدد أيام سنويا والتي لن يكون لديها ما يكفي من الطاقة لتلبية حمولتها التي هي مفيدة جدا للمساعدة على حجم الشبكة الصغيرة.

أنا الطالب الذي تخرج لتوه مع درجة الماجستير في هندسة الطاقة المستدامة وحصل على درجة بكالوريوس في الفيزياء كلا من جامعة نوتنغهام. لمشروع شهادة الماجستير قررت في محاولة لخلق وسيلة سهلة لاستخدام البرنامج الذي يمكن أن تساعد المستخدم الذي لا يملك الكثير جدا المعلومات عن الطاقة الشمسية تنفيذ نظام phototvoltaic الشمسية. والنتيجة النهائية هي هذا التطبيق، وصفا موجزا نسبيا التي يتم تضمينها أدناه.

لحساب انتاج الطاقة من الخلايا الشمسية للمستخدم البرنامج ينفذ سلسلة من العمليات الحسابية الهندسية على أساس الموقف الأرض فيما يتعلق الشمس، ودوران الأرض، الخ ... لا يتجزأ ثم يتم حلها خلال كل ساعة من كل يوم من أيام عام للعثور على شدة الحادث الاشعاع الشمسي على المستوى الأفقي الذي يمكن العثور على الإشعاع على متن طائرة يميل في أي زاوية. بيانات عن حجم التغطية سحابة وانعكاسية سطح المقابلة لموقع المستخدم المحدد للقراءة في من وكالة ناسا "السلطة" على شبكة الإنترنت واستخدامها. مرة واحدة وقد تم حساب الإشعاع الشمسي فإنه من السهل العثور على الطاقة المنتجة باستخدام مجال الألواح وكفاءة الخلايا والعاكس. ثم يتم عرض هذه النتيجة للمستخدم في شكل رسم بياني من الطاقة اليومية على مدار العام وإجمالي الطاقة المنتجة لتلك السنة.

يتم حساب زاوية الميل المثلى ببساطة عن طريق تشغيل التعليمات البرمجية المذكورة أعلاه على كل زاوية الميل 0-90 درجة وإخراج زاوية الذي يتوافق مع أكبر توليد الطاقة السنوي.

يقرأ القسم التحجيم الشبكة الصغيرة في البيانات من موقع وكالة ناسا للتشمس اليومي على سطح أفقي على مدى فترة 34 سنة (وهذا هو السبب في أنه يأخذ بعض الوقت لتشغيل). ومن ثم إعادة هيكلة ويقوم التحليل الإحصائي واسعة على البيانات لإخراج جدول عجز الطاقة والأيام المقابلة سنويا الذي عجز الطاقة بهذا الحجم أو أكبر سيحدث. يتم تعريف العجز في الطاقة والتي تمثل الفرق بين الحمل اليومي والطاقة تنتج عندما يتم إنشاؤها لا ما يكفي من الطاقة لتلبية الطلب. جدول إنتاج مفيد جدا للمستخدمين الذين هم المستخدمين الذين يحاولون حجم شبكة صغيرة لأنها تسمح لهم ان يروا التردد الذي تحدث عجز الطاقة ومداها (مقدار الطاقة التي سوف افتقار). وهكذا، حجمها الشبكة الصغيرة وفقا لذلك. هذا هو العنصر الفريد من التطبيق.

ومن الجدير بالذكر أيضا أن موقع وكالة ناسا من هذا التطبيق الذي يستخرج البيانات في انها مرحلة الاختبار بيتا وغير متوفر في بعض الأحيان وفي هذه الحالة التطبيق سوف رمي خطأ.

لويس أوليري

olearylewis94@outlook.com

+44 (0) 7791514094

وقد تم الحصول على هذه البيانات من مشروع كهرباء من مركز أبحاث ناسا لانغلي تمويلها من خلال برنامج العلوم التطبيقية مديرية العلوم NASA الأرض.

الأيقونات التي المتجهات سوق من www.flaticon.com مرخصة من قبل CC BY 3.0