A Tool for Dimensioning a Solar Collector Array with a Model Powered by Field Data

Abstract

Ilmastonmuutoksen vastainen työ vaatii useita vaihtoehtoja uusiutuvan energian tuotantoon ja varastointiin. Yksi näiden järjestelmien kehittäjistä, Heliostorage Oy, tilasi tämän tutkimuksen saadakseen entistä tarkemman työkalun aurinkokeräinten mitoittamiseen. Alkuperäisen mitoitustyökalun tavanomaisiin keräimiin perustuva malli soveltuu heikosti Heliostoragen puoliavointen keräinten mitoittamiseen. Hypoteesi oli, että aurinkokeräimen käyttäytyminen voitaisiin mallintaa olemassa olevien kohteiden mittaustietojen ja säähavaintojen perusteella. Keräinten analysointiin ja mallintamiseen käytettiin useita avoimia tietolähteitä ja työkaluja. Tämä opinnäytetyö osoittaa, että Heliostoragen mittaustietoja käytettäessä keräimen yksinkertainen mallintaminen on mahdollista, mutta tarkemman mallin kehittämiseksi keräimen standardin mukainen testaaminen on suositeltavaa, joskin mallin kehittäminen suuremman mittaustietootannan avulla voisi olla mahdollista. Tämä työ päätyy esittelemään ensimmäisen raakaversion mitoitustyökalusta.

The fight against climate change requires multitudes of options for producing and storing renewable energy. Heliostorage Oy is one of the developers of these systems and commissioned this study to gain a more accurate tool for dimensioning their solar collectors. The model powering the original sizing tool is based on conventional collectors and is not well suited for sizing Heliostorage's semi-open collectors. A more detailed model was required for the tool. The hypothesis was that the solar collector behavior could be modeled from existing site metering data. Several open data sources and tools were used to analyze and model the collectors. This thesis shows that while using Heliostorage data a basic model is possible, but for a more accurate model collector testing according to standard is recommended, though later site data could also be used to refine the existing model. The study concludes by presenting a first draft of the new dimensioning tool.