Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Simulationsprogramm zur Auslegung netzgekoppelter Solaranlagen in MICROSOFT EXCEL entwickelt. Diese Software ermöglicht dem Anwender eine Solaranlage zur Netzeinspeisung auf stündlicher Basis zu simulieren. Hierdurch können die Systemparameter Ausrichtung, Solargenerator,
Wechselrichter und Verkabelung für einen vorgegebenen Standort optimiert werden. Es besteht die Möglichkeit, entweder die Modulanzahl, die Modulfläche oder die Abgabeleistung vorzugeben. Für die Auslegung stehen verschiedene Wechselrichter und Solargeneratoren zu Verfügung, wobei diese bearbeitet und erweitert werden können. Der Anwender kann aus bestehenden Standorten wählen oder neue Standorte aus METEONORM importieren. Bei Bedarf kann die Verschattung mittels eines Verschattungsdiagramms in Winkelrastern berücksichtigt werden. Die Ausgabe der Ergebnisse erfolgt in tabellarischer und graphischer Form.
In der Arbeit werden die Modelle, die zur Simulation benötigt werden, erklärt und bewertet. Hierzu zählen die Modelle zur Umrechnung von Einstrahlungswerten in die geneigte Fläche, die Berechnungsmodelle für Solarmodule und das Berechnungsmodell
für Wechselrichter. Es werden der prinzipielle Aufbau der Software sowie die Probleme in der Entwicklung beschrieben. Außerdem wird die Anwendung des Simulationsprogramms detailliert erklärt. Ein Vergleich der Simulationsergebnisse mit einem kommerziellen Programm schließt die Arbeit ab.
Für weiterführende Arbeiten bietet sich die Integration einer
Wirtschaftlichkeitsberechnung und die Übersetzung ins Englische an. Des weiteren könnte eine systemabhängige Verschattungsberechnung integriert werden und die Software für die Simulation von Inselanlagen erweitert werden.
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Extracto

Inhaltsverzeichnis

Einleitung
Simulationsmodelle netzgekoppelter Solaranlagen
- Einstrahlungswert der Horizontalen und Lufttemperatur
- Bestrahlungsstärke auf der geneigten Ebene
  - Direkte Strahlung auf der geneigten Ebene
  - Diffuse Strahlung auf der geneigten Ebene
  - Bodenreflexion
- Berechnungsmodelle des Solarmoduls
  - Solarmodulmodell nach Sauer Dirk Uwe
    - Berechnung des MPP-Stromes IMPP
    - Berechnung des MPP-Spannung UMPP
    - Berechnung des MPP-Leistung PMPP
  - Möglichkeiten der Verschaltung von Modulen
- Berechnungsmodelle des Wechselrichters
Umsetzung der Modelle auf die Exceloberfläche
- Prinzipieller Aufbau von NetSol
- Probleme bei der Realisierung von NetSol
- Ablauf einer Simulation in NetSol
- Nützliche Standardfunktionen in EXCEL
Programmbeschreibung von NetSol
- Installation von NetSol
- Programmstart von NetSol
- Prinzipieller Aufbau von NetSol
- Programmablauf von NetSol
Beurteilung der Simulationsergebnisse von NetSol

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit zielt auf die Entwicklung eines benutzerfreundlichen Simulationsprogramms für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen in Microsoft Excel ab. Das Programm, NetSol genannt, soll eine kostengünstige Alternative zu kommerziellen Softwarelösungen bieten und Anwendern ermöglichen, Anlagenparameter zu optimieren und Simulationsergebnisse direkt weiterzuverarbeiten. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der offenen Quellcode-Struktur, um Erweiterungen und Anpassungen durch die Anwender zu ermöglichen.

Entwicklung eines benutzerfreundlichen Simulationsprogramms für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen.
Implementierung verschiedener mathematischer Modelle zur Simulation der Anlagenleistung.
Optimierung der Systemparameter (Ausrichtung, Solargenerator, Wechselrichter, Verkabelung).
Bereitstellung eines offenen Quellcodes für Erweiterbarkeit und Anpassung.
Vergleich der Simulationsergebnisse mit kommerziellen Programmen.

Zusammenfassung der Kapitel

Einleitung: Die Einleitung erläutert den Hintergrund der Arbeit, die Bedeutung erneuerbarer Energien und die steigende Nachfrage nach Auslegungshilfen für Photovoltaikanlagen. Sie beschreibt das Ziel der Diplomarbeit – die Entwicklung eines einfach zu bedienenden Simulationsprogramms (NetSol) in Microsoft Excel – und hebt die Vorteile des offenen Quellcodes und der Kostenersparnis gegenüber kommerziellen Programmen hervor. Der Fokus liegt auf der Benutzerfreundlichkeit und der Möglichkeit zur individuellen Anpassung des Programms.

Simulationsmodelle netzgekoppelter Solaranlagen: Dieses Kapitel präsentiert und bewertet die mathematischen Modelle, die für die Simulation benötigt werden. Es beschreibt detailliert die Modelle zur Umrechnung von Einstrahlungswerten auf geneigte Flächen, die Berechnungsmodelle für Solarmodule (einschließlich des Modells nach Sauer Dirk Uwe mit den Berechnungen von MPP-Strom, -Spannung und -Leistung) und das Berechnungsmodell für Wechselrichter. Die verschiedenen Modelle werden analysiert und ihre Bedeutung für die Genauigkeit der Simulation erläutert. Die Kapitel behandelt auch die Verschaltung von Modulen.

Umsetzung der Modelle auf die Exceloberfläche: Dieses Kapitel beschreibt die praktische Umsetzung der im vorherigen Kapitel vorgestellten mathematischen Modelle in die Microsoft Excel-Oberfläche. Es werden die Herausforderungen und Probleme bei der Realisierung von NetSol detailliert dargestellt und erläutert, wie beispielsweise die Integration verschiedener Funktionen und die Handhabung der Datenmengen in Excel. Der prinzipielle Aufbau von NetSol wird erläutert, ebenso wie der Ablauf einer typischen Simulation und die Nutzung nützlicher Standardfunktionen in Excel.

Programmbeschreibung von NetSol: Dieses Kapitel bietet eine detaillierte Beschreibung des entwickelten Programms NetSol. Es erklärt die Installation, den Programmstart, den Aufbau der Benutzeroberfläche und den Ablauf einer Simulation. Der Fokus liegt auf der Benutzerführung und der Funktionalität des Programms, um Anwendern den Umgang mit NetSol zu erleichtern. Die einzelnen Schritte einer Simulation werden Schritt für Schritt erklärt.

Beurteilung der Simulationsergebnisse von NetSol: Dieses Kapitel enthält einen Vergleich der Simulationsergebnisse von NetSol mit denen kommerzieller Programme. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von NetSol werden bewertet und mögliche Abweichungen werden diskutiert. Die Ergebnisse werden analysiert und kritisch bewertet, um die Leistungsfähigkeit von NetSol zu beurteilen.

Schlüsselwörter

Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen, Simulationsprogramm, Microsoft Excel, Solarmodule, Wechselrichter, Einstrahlung, Bestrahlung, MPP, NetSol, offener Quellcode, Auslegung, Optimierung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu NetSol: Ein Simulationsprogramm für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen

Was ist NetSol?

NetSol ist ein in Microsoft Excel entwickeltes Simulationsprogramm für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen. Es bietet eine kostengünstige und benutzerfreundliche Alternative zu kommerziellen Softwarelösungen und ermöglicht die Optimierung von Anlagenparametern sowie die direkte Weiterverarbeitung der Simulationsergebnisse. Der offene Quellcode erlaubt Erweiterungen und Anpassungen durch die Anwender.

Welche Simulationsmodelle verwendet NetSol?

NetSol verwendet verschiedene mathematische Modelle, um die Leistung von Photovoltaikanlagen zu simulieren. Dazu gehören Modelle zur Berechnung der Einstrahlung auf geneigte Flächen (unter Berücksichtigung direkter, diffuser Strahlung und Bodenreflexion), Modelle für Solarmodule (inklusive des Modells nach Sauer Dirk Uwe zur Berechnung von MPP-Strom, -Spannung und -Leistung) und ein Modell für den Wechselrichter. Die Verschaltung von Modulen wird ebenfalls berücksichtigt.

Wie ist NetSol aufgebaut und wie funktioniert es?

NetSol ist in Microsoft Excel implementiert und bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche. Die einzelnen Schritte einer Simulation umfassen die Eingabe der Anlagenparameter, die Berechnung der Einstrahlung, die Modellierung der Solarmodule und des Wechselrichters und schließlich die Ausgabe der Simulationsergebnisse. Das Programm nutzt Standardfunktionen von Excel für die Berechnungen und Datenverarbeitung.

Welche Vorteile bietet NetSol gegenüber kommerziellen Programmen?

NetSol bietet den Vorteil der Kostenersparnis, da es kostenlos und in einer weit verbreiteten Software (Microsoft Excel) implementiert ist. Die offene Quellcode-Struktur ermöglicht Anpassungen und Erweiterungen durch den Anwender, was eine hohe Flexibilität gewährleistet. Trotzdem bietet es eine vergleichbare Funktionalität mit kommerziellen Programmen.

Welche Themen werden in der Diplomarbeit behandelt?

Die Diplomarbeit behandelt die Entwicklung, Implementierung und Evaluierung von NetSol. Es werden die verwendeten mathematischen Modelle detailliert erläutert, die Umsetzung in Excel beschrieben, die Benutzerfreundlichkeit des Programms bewertet und die Simulationsergebnisse mit kommerziellen Programmen verglichen. Die Arbeit legt großen Wert auf die Benutzerfreundlichkeit und die Möglichkeit der individuellen Anpassung des Programms.

Wo kann ich NetSol herunterladen oder mehr Informationen finden?

Die Informationen über die Verfügbarkeit von NetSol sind in der Diplomarbeit selbst zu finden. Da es sich um eine Diplomarbeit handelt, ist die Verfügbarkeit von NetSol abhängig von der Veröffentlichung der Arbeit und der Entscheidung des Autors.

Welche Schlüsselwörter beschreiben NetSol am besten?