solarIrradiance
Die Elementarkomponente solarIrradiance ist Bestandteil der Komponenten, die aus Solarstrahlung Wärme oder Strom erzeugen: Photovoltaik, Solarkollektor und Konzentrierende_Kollektoren. Die Elementarkomponente solarIrradiance berechnet aufgrund der Technischen Eingabedaten zur Lage und Ausrichtung der Anlage und auf der Basis der Strahlungsdaten aus der Komponente Solarstrahlung die auf einer geneigten oder parabolischen Ebene ankommende direkte, diffuse und globale Strahlung. In der Modellbeschreibung der Komponente heißen die als Ergebnis ausgegebenen Strahlungsmengen Irradiance_global_inclined, Irradiance_global_vertical und Irradiance_global_parabolic. In der Elementarkomponente solarIrradiance ist nicht relevant, ob es um Photovoltaik, Solarthermie oder parabolische konzentrierende Kollektoren geht. Es werden lediglich die lokalen Gegebenheiten inklusive Neigung und Ausrichtung, nicht jedoch weitere spezifisch technische Eigenschaften der Anlage berücksichtigt. Als Ergebnis liegen am Ausgang der Elementarkomponente die auf eine geneigte Ebene umgerechneten relevanten Strahlungsdaten und die Umgebungstemperatur vor.
Technische Eingabedaten
Die Elementarkomponente hat zwei Formulare für die technische Eingabe, inputTechnical und inputTechnical2. Das Eingabeformular inputTechnical soll für Solarthermie und Photovoltaik eingesetzt werden. Das Eingabeformular inputTechnical2 soll für parabolische Anlagen, in TOP-Energy Konzentrierende_Kollektoren, verwendet werden, weil darin die Wärmereflexion an Oberflächen nicht berücksichtigt wird und daher kein Reflexionsfaktor enthalten ist.
Technische Ausgabedaten
Die Elementarkomponente hat zwei Formulare für die Technischen Ausgabedaten, outputTechnical und outputTechnical2. Das Formular outputTechnical soll für geneigte Flächen und das Formular outputTechnical2 für parabolische Flächen verwendet werden. Parabolische Kollektoren, in TOP-Energy Konzentrierende_Kollektoren, können nur die Direktstrahlung verwerten. Daher ist für Konzentrierende_Kollektoren als Ausgabewert der Strahlungsdaten nur dieses Primitiv relevant.
Die folgenden Elementarkomponenten sind spezifisch für die technischen Anlagen (das Suffix _opt steht für die Strukturoptimierungskomponente).
Solarkollektor
Spezifisch für die Komponente Solarkollektor (Flachkollektor) sind die Elementarkomponenten solarCollector und solarCollector_opt. Sie berechnen, wie viel thermische Energie maximal durch die auftreffende Sonnenstrahlung in jedem Zeitschritt bereitgestellt werden kann.
Konzentrierender Kollektor
Für die Komponente Konzentrierende_Kollektoren (Röhrenkollektoren) sind die Elementarkomponenten solarConcentratingCollector und solarConcentratingCollector_opt spezifisch. Sie berechnen, wie viel thermische Energie in jedem Zeitschritt maximal durch die auftreffende Sonnenstrahlung bereitgestellt werden kann.
Photovoltaik
Die Photovoltaikkomponenten enthalten mehrere spezifische Elementarkomponenten: solarPhotovoltaic, solarPhotovoltaic_givenPowerData und solar_minmax_area (siehe folgende Abbildung).
solarPhotovoltaic, solarPhotovoltaic_opt
Die Elementarkomponenten solarPhotovoltaic und solarPhotovoltaic_opt berechnen, wie viel elektrischer Strom aus der Strahlung gewonnen werden kann.
solarPhotovoltaic_givenPowerData, solarPhotovoltaic_givenPowerData_opt
In der Photovoltaikkompomponente kann anstelle der Strahlungsberechnung auch eine Zeitreihe der elektrischen Stromerzeugung vorgegeben werden. Zum Wechsel zwischen den Berechnungsmethoden durch Solarstrahlungsdaten und durch Vorgabe der elektrischen Leistung wird das Script RadiationDataOrPower benutzt. Dieses Script ruft im Nachgang das Script ControlledOperation auf, damit bei diesem Wechsel, wenn nicht geregelt wird, die minimale Teillast auf 0 gesetzt wird.
solar_minmax_area
In der Elementarkomponente solar_minmax_area werden die minimale und die maximale Solarfeldfläche für die Strukturoptimierung vorgegeben. Dieser Bereich hat eine eigene Elementarkomponente, damit beim Wechsel zwischen den Berechnungsmethoden durch Solarstrahlungsdaten und durch Vorgabe der elektrischen Leistung die Vorgaben für die minimale und die maximale Flächenangabe beibehalten werden.
renewables_controlled, renewables_notControlled
Nur eine der beiden Elementarkomponenten renewables_controlled und renewables_notControlled ist aktiv. Die beiden Elementarkomponenten werden durch das Script ControlledOperation an- und ausgeschaltet. Auf der Basis der Strahlungs- (bzw. Wind-)daten wird berechnet, wie viel Leistung maximal zur Verfügung gestellt wird. Ist die Anlage nicht regelbar, muss die gesamte Leistung abgeführt werden, es herrscht kein Freiheitsgrad. Ist die Anlage regelbar, kann sie flexibel runtergeregelt werden, und die Leistung muss nur kleiner oder gleich der maximalen Leistung sein. Falls in der Drop-down-Liste nicht regelbar gewählt ist, werden durch das Script zusätzlich:
denn ohne Regelung kann die Leistung nicht beschränkt werden.
Über den Developer-Reiter der boxMinLoad ist die Einheit für die minimale Leistung auf [kW] und nicht wie gewöhnlich auf [%] gestellt, weil bei Sonnenenergie keine Prozentsätze, sondern nur absolute Werte sinnvoll sind.
boxInvestmentCost, boxInvestmentCost_area
Die Komponenten Photovoltaik und Wind haben eine klassische Investitionskostenbox, die Komponenten Solarthermie und Konzentrierende_Kollektoren enthalten in den Investitionskostenfunktionen statt der Nennleistung die Kollektorfläche, denn die Kosten sind eine Funktion der Fläche: Kosten = f(Area).
Schnittstellenvariablen
Die Schnittstellenvariablen in den Elementarkomponenten weichen von den Konventionen ab, weil es hier keine klassischen Nennleistungen gibt. In den Strahlungskomponenten wird die wetterbedingt maximal verfügbare Leistung als P_max_solar und lP_max_solar, evtl. auch Q_max_solar und lQ_max_solar, bezeichnet. Diese Leistung geht als Schnittstellenvariable P_max in den Konnektor bzw. in die betrieblichen Nebenbedingungen ein.
Photovoltaik
Die Peakleistung wird intern als Nennleistung P_nom weitergegeben. Diese geht auch in die Investitionskostenfunktion ein und wird über den Konnektor an eVariant übergeben.
Solarkollektor, Konzentrierende Kollektoren
Die Komponenten Solarkollektor und Konzentrierende Kollektoren haben keine Nennleistung, weil sich eine Nennleistung für sie nicht sinnvoll definieren lässt. Daher gibt es keine derartige Schnittstelle zum Konnektor und keine Übergabe an eVariant.
Solarstrahlung
Die Komponente Solarstrahlung hat ein Elementary, um die Konvention zu wahren.
