PV SYST 7.4 البرنامج التعليمي لحزمة

By Dr. Youssef Fayez Elsaadawi

هذا الكتاب مقدمة جيدة للمبتدئ للتعامل مع حزمة PV syst 7.4 وهو من أشهر برامج تصميم ومحاكاة مختلف أنظمة الطاقة الشمسية سواء المتصلة بالشبكة، المستقلة عن الشبكة أو أنظمة ضخ ورفع المياه بأنواعها. لايخفي علي القارئ أهمية تعلم برامج المحاكاة حيث يمكنك في وقت قصير تصميم ومحاكاة النظام ومعرفة جوانب الضعف والمشاكل في تصميمك تحت مختلف الظروف الفنية والبيئية والتشغيلية بدون خطر أو تكاليف وكل ذلك في دقائق معدودة، وهي العملية التي لو نفذتها علي أرض الواقع لاحتجت أشهرا وسنوات للوصول لنفس النتيجة وأيضا بدقة أقل، بالإضافة للتكاليف الباهظة والمعدات والأجهزة المعايرة اللازمة لذلك والغير متوفرة علي مستوي الفرد أو حتي الشركات. لذا نصيحتي لكل طالب، متعلم أومهندس الإهتمام ببرامج التصميم والمحاكاة التي تخدم تخصصه ولكن ذلك يفضل أولا الإلمام والخبرة النظرية والعملية بالنظام وتعلم طريقة الحساب يدويا بالمعادلات لأن ذلك سيسهل تعاملك مع هذه البرمجيات الرائعة وأيضا سيجعلك تفهم كل مفتاح، أمر، مدخل أو مخرج في البرنامج. هذا الكتاب ترجمة (وتعديل وتنقيح لبعض الأخطاء وإضافة بعض المعلومات والصور التوضيحية) للبرنامج التعليمي الصادر من شركة PV syst  والمسمي ب PV syst 7 Tutorials. وقمت بترجمته لأني أعتقد أن أكثر من يفهم عن الشئ صانعه أو مخترعه. ولأن هذا الكتاب مختصر قليلا ليلائم المبتدئ؛ بإذن الله سأنهي قريبا الكتاب الثاني والذي سيكون مكملا لهذا الكتاب و أكثر تفصيلا وتوضيحا لما غفل عنه.

• Language: العربية
• Publisher: Kotobna
• Release date: Dec 1, 2023
• ISBN: 9789778707427

Book preview

1.1  الاتصال الأول مع PVsyst          First contact with PVsyst

عند فتح PVsyst، ستنتقل إلى الصفحة الرئيسية:

❖  وهذه الصفحة تتيح لك الوصول إلى أربعة أجزاء رئيسية من البرنامج:

"Project design and simulation تصميم المشروع والمحاكاة": هو الجزء الرئيسي من البرنامج ويستخدم للدراسة الكاملة للمشروع. ويتضمن اختيار بيانات الأرصاد الجوية، وتصميم النظام، ودراسات التظليل، وتحديد الخسائر، والتقييم الاقتصادي. يتم إجراء المحاكاة على مدار عام كامل بخطوات كل ساعة وتوفر تقريرًا كاملاً والعديد من النتائج الإضافية.

"Recent projects المشاريع الأخيرة": ستتيح لك العثور بسرعة على مشاريعك الأخيرة وتعديلها.

"Documentations الوثائق": سيساعدك في تنفيذ عمليات محاكاة مختلفة بمساعدة البرامج التعليمية ومقاطع الفيديو والأسئلة الشائعة بتنسيق PDF.

"Pvsyst user Workspace مساحة عمل مستخدم Pvsyst": تحتوي على جميع البيانات التي أنشأها المستخدم. المكان الافتراضي هو C:\Users\\Pvsyst7.0_Data ولكن يمكن للمستخدم تغييره.

1.2  دراسة كاملة لنموذج (مثال) مشروع Full study of a sample project

1.2.1  مواصفات المشروع والإجراءات العامة Project specifications and general procedure

لتوضيح التطورفي تصميم المشروع في PVsyst، سنتناول المشروع بالكامل خطوة بخطوة.

على سبيل المثال، نعتبر أن لدينا مزرعة تقع في سويسرا بالقرب من جنيف. المبنى المعني موضح في الشكل التالي:

سقف المزرعة مواجه للجنوب، ويتوفر سطح بمساحة 125 مترًا مربعًا، ونخطط لتغطية 50 مترًا مربعًا من السطح بوحدات كهروضوئية أحادية البلورية.

توضيح لبعض الكلمات علي الرسم:

Pente toiture منحدر السقف

Sur tous côtés: avant-toits de 0.5 M من جميع الجوانب: أفاريز 0.5 م

A screenshot of a computer Description automatically generatedA diagram of a house Description automatically generated

لن نستخدم "التصميم الأولي أو المبدئي Preliminary Design لمشروع متصل بالشبكة، بل نبدأ مع تصميم المشروع Project design" الكامل.

A screenshot of a computer Description automatically generated

عند اختيار مشروع متصل بالشبكة Grid connected، تظهر لوحة معلومات إدارة المشروع التالية:

❖  تتكون لوحة إدارة المشروع (الشاشة الرئيسية للمشروع) من جزأين:

Project المشروع: الكائن المركزي الذي يسمح بالتعريف الأساسي لمشروعك والذي ستقوم من خلاله بإنشاء متغيرات مختلفة (وتسمى أيضًا تكوينات النظام system configurations أو متغيرات الحساب calculation variants) لنظامك. يحتوي المشروع على الموقع الجغرافي لنظامك، والإشارة إلى ملف يحتوي على بيانات الأرصاد الجوية وبعض المعلمات العامة مثل تعريف الألبيدوAlbedo، وبعض شروط التحجيم والمعلمات الخاصة بهذا المشروع. وفيworkspace  مساحة العمل PVsyst، سيحصل على اسم ملف بالملحق *.PRJ.

Variant المتغير: يحتوي كل متغير للنظام على جميع التعريفات التفصيلية لنظامك، مما سيؤدي إلى حساب المحاكاة. تتضمن هذه التعريفات اختيار وعدد الألواح الشمسية والعاكسات، والتخطيط الهندسي والتظليل المحتمل، والتوصيلات الكهربائية، والسيناريوهات الاقتصادية المختلفة، وما إلى ذلك. في قاعدة البيانات، سيكون للملفات التي تحتوي على متغيرات المشروع اسم ملف المشروع، بامتدادات مثل مثل VC0، VC1، VCA، وما إلى ذلك. يمكنك تحديد ما يصل إلى 936 متغيرًا لكل مشروع.

❖  خطوات تطوير المشروع Steps in the development of a project:

عند تطوير مشروع في PVsyst، ننصحك بالمتابعة في خطوات تدريجية صغيرة:

←  إنشاء مشروع بتحديد الموقع الجغرافي geographical location وبيانات الأرصاد الجويةmeteorological data .

←  تحديد متغير النظام الأساسيbasic system variant ، بما في ذلك فقط اتجاه الوحدات الكهروضوئية، والقدرة المطلوبة أو المساحة المتاحة ونوع الوحدات الكهروضوئية والعواكس التي ترغب في استخدامها. سوف يقترح PVsyst تكوينًا أساسيًا basic configuration لهذا الاختيار وتعيين قيم افتراضية معقولة لجميع المعلمات المطلوبة لإجراء الحساب الأول. ثم يمكنك محاكاة هذا المتغير وحفظه. سيكون هذا أول تقدير تقريبي سيتم تنقيحه في التكرارات المتعاقبة.

←  تحديد المتغيرات المتتالية successive variants عن طريق إضافة الاضطرابات تدريجياً إلى هذا النظام الأول، أي التظليل البعيد، والتظليل القريب، ومعلمات الخسارة المحددة، والتقييم الاقتصادي، وما إلى ذلك. يجب عليك محاكاة كل متغيرvariant  وحفظه حتى تتمكن من مقارنتهم وفهم تأثير جميع التفاصيل التي تضيفها إلى المحاكاة.

❖  نصائح – مساعدة Tips - Help

في PVsyst، يمكنك دائمًا الوصول إلى محتوي قائمة المساعدة بالضغط على F1. في بعض الأحيان سترى أيضًا زر علامة استفهام أزرق صغير. سيؤدي النقر فوق الزر إلى الحصول على مزيد من المعلومات التفصيلية حول الموضوع في قسم المساعدة.

عندما يعرض PVsyst الرسائل باللون الأحمر، ننصحك بقراءتها بعناية! وقد تكون إما تحذيرات أو رسائل خطأ، أو يمكن أن تكون إجراءات يجب اتباعها للحصول على نتيجة صحيحة.

1.2.2  تعريف المشروع Defining the Project

في لوحة تحكم المشروع، انقر على مشروع جديد New project وحدد اسم المشروع. ثم انقر على الموقع والأرصاد الجوية Site and Meteo.

A screenshot of a computer Description automatically generatedA screenshot of a computer Description automatically generated

بعد الضغط علي زر اختيار الموقع تظهر الصفحة التالية لاختيار الموقع المناسب:

←  يمكنك إما اختيار موقع من قاعدة البيانات المدمجة، والتي تحتوي على حوالي 2550 موقعًا من Meteonorm، أو يمكنك تحديد موقع جديد في أي مكان في العالم.

←  يرجى الرجوع إلى البرنامج التعليمي إدارة بيانات الأرصاد الجوية Meteorological Data management (الفصل الثالث) إذا كنت تريد إنشاء أو استيراد موقع آخر غير تلك المتوفرة في قاعدة البيانات.

←  يحدد موقع المشروع الإحداثيات (خط العرض، خط الطول، الارتفاع والمنطقة الزمنية) ويحتوي على بيانات الأرصاد الجوية الشهرية.

←  ستعتمد المحاكاة على ملف Meteo الذي يحتوي على بيانات كل ساعة. في حالة وجود ملف أرصاد جوية قريب في المنطقة المجاورة (أقل من 20 كم)، فسيتم اقتراحه. بخلاف ذلك، ستقوم PVsyst بإنشاء مجموعة بيانات اصطناعية كل ساعة بناءً على قيم الطقس الشهرية لموقعك. ومع ذلك، يمكنك دائمًا اختيار ملف Meteo آخر في قاعدة البيانات. سيتم إصدار تحذير إذا كان الموقع بعيدًا جدًا عن موقعك.

ملاحظة: إذا بدأت باختيار ملف meteo، فلديك إمكانية نسخ الموقع المرتبط بهذا الملف.

← 

في لوحة معلومات المشروع، يمكنك النقر فوق الزر إعدادات المشروع Project settings الذي سيتيح لك الوصول إلى معلمات المشروع الشائعة، وهي قيم البيدو وشروط التصميم وقيود التصميم وتفضيلات الواجهة.

بشكل عام، لن تقوم أبدًا بتعديل عامل البيدو. قيمة 0.2 هي القيمة القياسية الأكثر شيوعًا. ومع ذلك، إذا كان موقعك على سبيل المثال في الجبال، فيمكنك تحديد عامل بياض أعلى مثل 0.8 للأشهر التي يكون فيها الغطاء الثلجي كبيرًا.

تحتوي علامة التبويب الثانية في مربع حوار معلمات المشروع على صفحة شروط التصميم، انظر الشكل التالي:

تحدد هذه الصفحة درجات حرارة التحجيم، والتي قد تعتمد على الموقع. يتم استخدامها فقط أثناء تحجيم النظام الخاص بك، ولا يتم تضمينها في المحاكاة. تعد درجة الحرارة المنخفضة لحد الجهد المطلق Lower temperature for Absolute Voltage Limit في علامة التبويب هذه قيمة مهمة تعتمد على الموقع، حيث إنها مرتبطة بسلامة نظامك (فهي تحدد الحد الأقصى لجهد المصفوفة في أي ظروف).

من الناحية المثالية، ينبغي أن تكون درجة الحرارة الدنيا التي تم قياسها على الإطلاق خلال النهار في هذا الموقع. في أوروبا الوسطى، الممارسة الشائعة هي اختيار -10 درجة مئوية (أقل في المناخات الجبلية).

1.3 

A screenshot of a computer Description automatically generated

حفظ المشروع Saving the Project

A screenshot of a computer Description automatically generated

عند الانتهاء (أي أنك انتقلت إلى خيارات المتغيرات Variant)، سيُطلب منك حفظ المشروع. يتيح لك مربع الحوار الذي يظهر إعادة تسمية المشروع. نوصي باستخدام اسم ملف بسيط، حيث سيتم استخدامه كتسمية لجميع المتغيرات.

A screenshot of a computer Description automatically generated

1.4  إنشاء المتغير الأول (الأساسي) لهذا المشروع Creating the first (basic) variant for this project

بعد تحديد الموقع ومدخلات الأرصاد الجوية للمشروع، يمكنك المتابعة لإنشاء المتغير الأول. ستلاحظ أنه في البداية، هناك زرين مميزين باللون الأحمر: التوجيه Orientation والنظام System، انظر الشكل التالي. اللون الأحمر يعني أن هذا المتغير من المشروع ليس جاهزًا بعد للمحاكاة، ويلزم إدخال مدخلات إضافية. المعلمات الأساسية التي يجب تحديدها لأي متغير، والتي لم نحددها بعد، هي اتجاه الألواح الشمسية، ونوع وعدد الوحدات الكهروضوئية، ونوع وعدد العواكس Inverters التي سيتم استخدامها.

––––––––

❖ 

A screenshot of a computer Description automatically generatedA screenshot of a computer program Description automatically generated

أولا، انقر على التوجيه Orientation.  سيتم فتح مربع حوار التوجيه حيث سيتعين عليك توفير قيم لنوع الحقل الخاص بتركيب الطاقة الشمسية وزوايا الميل والسمت، انظر الشكل التالي:

سيتم تركيب الألواح الشمسية في مثالنا على مستوى ثابت مائل fixed tilted plane. ومن رسومات المشروع ، نحصل على زاوية ميل المستوى tilt وزاوية السمت azimuth (25° و20° غرباً على التوالي). يتم تعريف السمت بالزاوية بين الاتجاه الجنوبي والاتجاه الذي توجه إليه الألواح. تعتبر الزوايا إلى الغرب إيجابية، في حين تعتبر الزوايا إلى الشرق سلبية.

بعد ضبط القيم الصحيحة لزاوية الميل وزاوية السمت، انقر فوق موافق OK وسيتحول زر الاتجاه Orientation إلى اللون الأخضر.

❖  ثانيا: انقر بعد ذلك على النظام System.

المساعدة في التحجيم المسبق Pre-sizing Help: من وصف النظام، تذكر أن لدينا مساحة متاحة تبلغ حوالي 50 مترًا مربعًا. ليس من الضروري تحديد قيمة هنا ولكن القيام بذلك سوف يبسط نهجنا الأول لأنه سيسمح لـ PVsyst باقتراح التكوين المناسب.

←  اختيار وحدة كهروضوئية Select a PV module:

اختر وحدة كهروضوئية في قاعدة البيانات. من خلال كل الوحدات All modules، حدد عام Generic كشركة مصنعة وحدد