关键特性
本页详细介绍了SunSolve Yield的主要功能。每个特性都包括描述、背景和示例图表。
综合系统建模
Section titled “综合系统建模”SunSolve Yield支持多种光伏系统配置，每种配置都具有不同的几何和结构特征。该软件准确地建模固定式、单轴跟踪器和波浪式系统，捕捉这些设计如何影响光学和电气性能。所有模拟都在完全3D环境中执行，包括后侧（双面）光收集。 通过详细定义系统几何形状和布局，用户可以探索组件间距、倾斜角度、安装高度、结构遮挡和行间阴影对能量产量的影响。每种配置类型都包括自己的结构组件和建模假设，如下所述。用户还可以上传从CAD文件导出的自定义3D对象，以表示独特或专门的系统元素。 在所有情况下，SunSolve Yield使用前向光线追踪来准确建模场景的光学行为。光吸收记录在每个组件内每个电池的前侧和后侧，从而能够详细分析复杂的遮挡模式并精确计算电气失配效应。
固定式系统的组件以恒定的倾斜和方位角安装。结构通常包括立柱、椽子和檩条，以将组件保持在固定位置。这种配置简单，广泛用于地面安装和屋顶系统。
图1 – SunSolve固定倾斜光伏系统的截图，显示后侧安装结构，包括立柱、椽子和檩条。
单轴跟踪器系统
Section titled “单轴跟踪器系统”单轴跟踪器允许组件围绕定义的轴旋转，使它们能够跟随太阳在一天中的视运动。结构通常包括立柱、扭矩管和轨道。跟踪器系统通过保持接近最佳的组件方向来提高能量产量。
图2 – 从前面查看的单轴跟踪器系统的SunSolve截图。
波浪/圆顶系统
Section titled “波浪/圆顶系统”波浪或圆顶系统由面对面的成对组件行组成，形成波浪状图案。这种配置提供了非常高的地面覆盖率。结构通常包括压载块、轨道和接头。尽管靠近地面，这些系统仍然提供一些双面增益。
图3 – SunSolve波浪配置示例截图，用于复制专业的5B Maverick产品。
垂直光伏系统由垂直倾斜安装的组件组成，通常面向东西方向。这种配置通常用于农光互补、围栏安装或建筑集成安装，其中地面使用、遮挡或美学约束限制了传统布局。
垂直系统提供独特的性能特征——它们更有效地捕获早晨和下午的阳光，减少自遮挡，并可以通过后侧照明增强双面增益。在SunSolve Yield中，垂直系统可以使用与其他配置相同的几何和光学框架进行建模，从而能够详细分析方向、高度、间距和地面反照率效应。
图4 – 在SunSolve Yield中建模的垂直东西向光伏配置示例。
结构对象可以从CAD设计上传，允许在光学模拟中包含非常高的详细程度。这些可能表示单个结构组件或完整的安装组件。对象可以附加到场景的固定或跟踪元素，或者直接附加到每个组件。
图5 – 从CAD导入并集成到SunSolve场景中的自定义结构。
详细性能分析
Section titled “详细性能分析”SunSolve Yield提供了一套完整的分析工具，量化光伏系统将阳光转换为可用电能的有效性。除了整体产量和效率指标外，该软件还提供详细的可视化和数值诊断，以追踪完整的能量路径——从辐照度捕获和组件行为到阵列级损失和逆变器输出。 性能摘要、瀑布图能量分解、时间序列输出和每小时热图一起为用户提供了对短期动态和长期能量趋势的深入理解。这些工具使得可以精确定位光学、热学或电学损失发生的位置，并以传统产量模型无法比拟的物理精度验证设计选择。
系统性能摘要
Section titled “系统性能摘要”SunSolve Yield提供详细的性能指标，量化光伏系统将可用辐照度转换为可用电能的有效性。
摘要报告能量产量、比能量产量和性能比，以及双面指标，如后侧光学增益和双面性能比。它还分解了辐照度输入、DC/AC能量转换和系统效率，为用户提供了在实际条件下总产量、损失和运营性能的清晰视图。
瀑布图能量分解
Section titled “瀑布图能量分解”瀑布图提供了光伏系统中完整能量流的可视化摘要——从入射辐照度到逆变器的AC能量输出。上部显示辐照度分量，显示平面内和后侧辐照度与全球水平辐照度（GHI）的关系，而下部量化连续的能量转换和损失。
下图中的每个阶段代表一个转换或校正：从STC下的阵列标称能量开始，应用连续的减少以考虑光学、温度、失配、布线和逆变器损失，最终得到系统输出的最终可用AC能量。正负条形突出显示增益（例如双面贡献）和损失（例如逆变器电压限制或热效应），提供了系统效率和性能瓶颈的清晰诊断视图。
图6 – SunSolve瀑布图损失图表示例。
时间序列数据输出
Section titled “时间序列数据输出”时间序列输出界面允许用户下载任何SunSolve Yield项目的详细、时间分辨模拟数据。结果可以导出从单日到全年的时间段，并与PVSyst等外部分析工具兼容。
每个数据集都包括输入条件和模拟输出，涵盖所有关键领域——太阳几何、大气参数、组件和串级性能以及阵列级电气输出。用户可以在不同的聚合级别（组件、串或阵列）之间选择，并启用或排除其他过滤器，例如夜间数据或错误行。
可用变量包括太阳位置（天顶角、方位角、高度角）、辐照度分量（GHI、DHI、DNI）、天气输入（温度、风速、湿度）以及详细的电气指标，例如Pmp、Vmp、Imp、Isc、温度损失和失配效应。输出还报告DC和AC功率、转换损失和削波条件，提供系统随时间行为的完整视图。
每小时每电池发电热图
Section titled “每小时每电池发电热图”SunSolve Yield可以生成每小时热图，可视化任何选定时间步长内光伏组件内每个电池的吸收光分布。这些图可以分为前侧和后侧表面，以及直射和漫射光分量，提供组件照明的详细空间视图。通过突出显示非均匀吸收模式，热图帮助用户识别光学损失的来源，并了解导致电气失配或降低组件性能的条件。
图7 – 双面固定倾斜系统中光伏组件前侧（上）和后侧（下）吸收分布的热图示例。
SunSolve引擎完全考虑了入射辐照度的光谱依赖性，考虑了大气条件、地理位置和一天中时间对阳光的直射和漫射分量的影响。它还模拟了来自地面和周围结构的反射的光谱特性，确保准确表示二次照明。SunSolve包含广泛的常见材料的波长相关反射率数据数据库。
光伏组件的光学建模同样包含光谱效应，包括抗反射涂层的光谱相关入射角调节器（IAM），以及玻璃、封装材料和组件堆栈内其他材料的色散特性。在高级配置中，SunSolve甚至可以模拟光谱变化对串联或多结太阳能组件内子电池失配的影响。
光谱依赖性默认启用，具有从多年光伏系统和组件建模经验中获得的经过仔细验证的参数集。对于开发新技术的用户，可以定义自定义光谱输入数据，SunSolve工程师可以协助创建高度详细的波长相关材料或层模型。
准确考虑阳光的光谱组成对于所有光伏技术的可靠能量产量预测至关重要。尽管光谱变化在双端串联（2TT）器件中最为明显，但它也影响晶体硅和其他单结组件，特别是在改变蓝光和红光之间平衡的大气下。由于太阳光谱随时间、季节和大气条件不断变化，组件的转换效率可能与其额定的AM1.5g性能显著偏离。这些偏差——通过光谱校正因子（fλ）表示——即使对于硅系统也可能影响年度能量产量几个百分点，对于串联架构则影响更大。包含光谱效应确保产量模拟以高物理保真度捕获电流失配、双面增益和真实世界性能损失。
图8 – 使用SunSolve为不同位置的不同组件技术计算的光谱校正因子。
高级光学、热学和电学模拟
Section titled “高级光学、热学和电学模拟”SunSolve引擎完全基于物理，由三个紧密集成的组件组成：
- 基于前向光线追踪和并行计算的高级光学求解器，具有卓越的速度和准确性。
- 扩展传统方法的强大热模型，在组件温度预测方面提供可测量的改进。
- 基于SPICE的电气模型，能够在每个时间步长快速计算电池级、组件级和串级IV曲线。 这些模型共同使SunSolve Yield能够以行业领先的精度重现光伏系统的完整物理行为——从光子吸收到AC功率输出。
SunSolve中的光学引擎结合了前向光线追踪和薄膜光学来预测复杂光伏系统的光学性能。它结合了多年专门为光伏行业量身定制的模型开发，包括表面纹理、散射、金属化几何、涂层和其他光学特征的高级表示。 如前面部分所述，光学求解器考虑了整个太阳光谱的波长相关行为。默认情况下，从300 nm到1200 nm的光谱响应以20 nm增量分辨，捕获对准确性能预测至关重要的详细光谱效应。 SunSolve Yield还支持与其他软件（例如PVSyst）兼容的简化光学模型，从而能够将基本组件定义导入到高级SunSolve场景中。这种互操作性允许用户在简化模型和高保真模型之间对结果进行基准测试，并导出与SunSolve的物理精确模拟一致的校准输入到常规工具。
SunSolve中的热模型求解吸收光、生成的电力和向环境的热损失之间的完整能量平衡。在广泛使用的Faiman模型的基础上，它通过详细处理环境和几何效应来提高预测精度。 该模型考虑了天空、地面和环境温度，以及瞬态热行为，其中组件温度取决于其先前状态——这对于时间步长短于15分钟的模拟是一个关键能力。对于高度校准的场地，该模型还可以包含风速、方向及其与组件倾斜的相互作用，为固定和跟踪系统提供真实的温度动态。
电气模型从电池级开始，其中每个太阳能电池由等效电路表示，该电路将光吸收和电池温度转换为IV曲线。然后将这些电池电路连接形成组件，包含关键特征，例如旁路二极管和电阻互连。 组件以串联和并联组合形成完整的串和阵列，然后连接到逆变器。得到的阵列IV曲线——针对布线损失进行调整——确定系统的工作点和相应的AC输出。 SunSolve支持所有现代太阳能电池技术，包括PERC、HJT和背接触器件。它还可以模拟双端（2T）和四端（4T）串联架构，使工程师和研究人员能够在实际系统环境中评估新兴技术。
与行业标准的集成
Section titled “与行业标准的集成”SunSolve Yield旨在在更广泛的光伏（PV）模拟生态系统中无缝运行。它支持行业研究人员和工程师常用的工作流程、数据格式和互操作性标准。
PVSyst集成
Section titled “PVSyst集成”SunSolve Yield包括经过验证的工作流程——发表在PV Lighthouse白皮书中——用于确定可应用于PVsyst和其他能量产量工具的校正因子。这些因子包括：
- 后侧视角因子模型的遮挡和透射因子
- 光谱失配校正（fλ）
- 双面增益和失配因子
- 角度损失和反照率相互作用系数
- 组件温度和视角因子调整
这些参数允许用户将高保真、基于物理的SunSolve模拟转换为适用于传统可融资性模型的简化校正因子，确保高级光学模拟和系统级产量预测之间的一致性。
参数计算完全自动化并集成在用户界面中。
图9 – SunSolve Yield分析输出示例，用于导出PVSyst集成的双面校正因子。
天气数据兼容性
Section titled “天气数据兼容性”SunSolve Yield可以从各种来源加载天气和辐照度数据，包括：
- TMY3、SolarAnywhere、Solargis、Solcast和Vaisala文件格式
- CSV或其他自定义时间序列格式的现场测量数据集
- 与PVGIS和其他基于云的气象服务集成以获取区域数据集
天气输入（如GHI、DNI、DHI、环境温度和风速）构成了模拟场地的基本描述。这些可以通过参数进行扩展，例如可降水量、相对湿度、大气压力、臭氧和气溶胶光学深度，以增强特定场地的光谱精度。
SunSolve Yield支持任何时间步长，包括5分钟、15分钟或每小时间隔，允许以所需的时间精度执行研究级和运营规模的模拟。
模型互操作性和输出
Section titled “模型互操作性和输出”SunSolve Yield以广泛认可的格式导出结果以进行下游分析，从而实现与以下内容的互操作性：
- PVsyst、SAM和其他产量建模工具
- 用于自定义分析的CSV和Excel兼容时间序列数据
- 用于自动化和脚本工作流程的基于JSON的结构化输出
所有输出都遵循参数命名、单位和时间对齐的行业惯例，简化了与现有管道的比较和集成。
验证和标准化
Section titled “验证和标准化”SunSolve Yield的模型和校正工作流程已针对已发布的标准进行基准测试，并与学术和工业合作伙伴合作进行了验证。这种一致性确保了该软件不仅提供高物理精度，而且还产生可追溯到标准光伏性能指标的结果。
可以通过基于Web的门户或直接通过API访问SunSolve Yield求解器，从而实现与现有工作流程的灵活集成。
Web界面非常适合交互式模拟设置、可视化和分析，而API提供直接的编程访问，用于自动化、批处理或与其他模拟环境（例如PVSyst或自定义研究管道）的耦合。