天气文件和p90对于太阳能开发人员的重要性

当有人说：“我的模拟结果并没有与我以前看到的内容排队PV瓦，”我们的第一个故障排除步骤（也是最常见的问题来源）是天气文件。尽管每个人都认为选择模块或逆变器是能源收益率的主要驱动力，但它们并不像天气文件那样重要，而天气文件可能会摇摆5％至10％。然而，直到太阳能设计过程很晚才考虑天气文件。

天气文件太重要了，无法理解。在这里，我们将解释不同类型的天气文件，如何构造它们以及为什么金融家会要求折扣与标准天气文件输出。

了解您的资源：卫星与地面资源

天气文件有两种主要类型：基于卫星和地面。在美国，地面文件更加普遍：“ TMY2”和“ TMY3”文件基于测量阳光（又称辐照度）和温度多年的物理气象站。

图1：在Helioscope中选择天气文件

基于卫星的天气文件，例如NREL太阳能探矿者基于卫星图像，该图像用于计算行星上每个位置上的云覆盖量。然后，方法学计算基于云覆盖的辐照度损失。

在PVWATTS中，只有TMY2/TMY3文件可用，因此许多使用PVWATTS的人都被基于地面的天气文件。公司也有高级天气文件（两种类型）清洁能源研究，，，，Solargis，，，，aws truepower和3tier。

在美国以外，基于卫星的天气更为普遍。它是从诸如元人员和PVGIS，尽管也有许多地面资源，例如能量plus和Solargis。

The two types of weather sources can actually have fairly significant differences. As seen from the chart below, Prospector weather files are often more aggressive than TMY3, with an average difference of +2.9% greater production across 20 U.S. metro areas (and some sites seeing nearly a 10% difference):

图2：勘探者天气结果与美国都会区排名前20的TMY3

tmy的构建方式

构建TMY文件是为了对“典型”一年的外观提供现实的视图。确保数据是典型的两个目标：

确保总体模拟平均值与历史平均值一致
确保日常和每小时的变化保留现实世界的“嘈杂”

请注意，“平均年份”（例如，每小时20年的平均值）将满足第一个目标（与平均值保持一致的结果），但无法满足第二个目标。具体而言，所有最高和最低值都将被平滑。

取而代之的是，我们构建了一个“典型年”：计算整个1月份的平均辐照度和温度，然后选择一年最接近平均水平的单年。但是，一旦选择了“典型的一月”，就可以保持所有特定的小时结果。结果是一个合成的一年，每个月的价值来自不同的一年，但是总的阳光非常接近平均水平，正常量的阳光/云彩非常多云。

图3：典型年的说明性结构

这也是为什么每小时模拟从性能模型有时看起来很有趣。一月的价值可能是从1998年开始的，而2月的价值可能是从2003年开始：

图4：使用典型年份数据的示例小时仿真文件

选择天气文件

天气没有正确或错误的来源，尽管对于开发人员如何看待天气文件有不同的方法。

有些人会决定他们更喜欢使用特定类型（基于卫星或基于卫星），而只使用它。基于卫星的天气的主要论点是一致的方法：云计算方法在各个区域均匀地应用。对于比较跨不同州或县的项目的开发人员，他们可以确信站点之间的差异不是由于维持气象站的差异而引起的。另一方面，尽管基于地面的天气来源可能会根据物理维护而有所不同，但通常认为它们是更高的质量，因为它们直接测量了前瞻性太阳能阵列所看到的相同条件。

其他人将采用混合方法：基于接近性的基于地面和卫星之间的切换，甚至运行多个模拟，并使用平均值（或最小值）值。

图5：有多个天气来源的报告摘要

年度变异性和P50 vs. P90

世界是一个不确定的地方。即使我们有关于过去发生的事情的完美信息，逐年存在显着差异。通常，阵列的产量每年的生产可能会变化多达5至10％。

如果我们要查看多年的天气数据，那么阳光的总量遵循正态分布（铃曲线）：

图6：示例正态分布

鉴于阳光的分布，太阳能开发人员将以“ PXX”的方式进行讨论，以找到分布的位置。具体而言，p50值是曲线上一半年度应该大于值的位置，换句话说，曲线的中间和平均值。然后，p90是您期望超过值90％的时间的曲线上的位置。

图7：P50和P90调整（信用：AWS Truepower）

当您试图对系统将要做什么的最中立理解时，平均或P50是正确的方法。由于太阳能阵列本质上是一系列现金流，因此可以说最合理的计算是基于该时间段内平均产量的价值。

但是，某人通常取决于该数组的收入，要么支付用于资助阵列或用于投资收入的贷款。并请记住，阵列的表现不佳，其“平均值”的时间为50％（并且表现出色的一半）。这就是为什么金融家经常要求根据P90生产而不是P50进行筹集资金的原因。

尽管P90计算听起来很复杂，但生成并不难：

首先找到一个有多年的数据集。在美国，其中包括TMY2和太阳能勘探者。
计算多年的生产。在这里，更多的是更好的 - 理想的是，您希望每年运行（Prospector XX年，TMY2年30年）。
将多年“标准化”到正态分布。对于有兴趣的人，Excel中有一个可以做到这一点的函数，= standardize（），或者我们有一个模板计算器这里。
最后，使用正态分布，在曲线上找到对应于90％分布向右的位置的点。同样，我们的在线计算器会自动执行此操作。请注意，如果您要运行不同的级别，例如p80或p95，则只需计算曲线上的另一个点即可。

实际上，P90的生产值通常比相应的TMY/P50值低2至4％。虽然损失2％至4％的项目价值融资的价值并不有趣，但这将确保产量的表现不足的期望不足（尽管它的表现仍不足10％）。