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Lewis O'Leary

Ice Cream Sandwich

Easy to use tool to calculate details essential to help a user analyze the solar energy available to them. It provides details of a graph of the daily energy profile over the course of a year as well as the total energy produced over that period, the optimum tilt angle and details to help users size a micro-grid. This app provides a unique feature in allowing a user to quantify the number of days annually on which they won't have enough energy to meet their load which is very useful for helping to size a micro-grid.

I am a student who has just graduated with a masters in sustainable energy engineering and a bachelors in physics both from the university of Nottingham. For my masters project I decided to try to create an easy to use programme that could help a user who doesn't have very much knowledge about solar energy implement a solar phototvoltaic system. The end result is this app, a relatively brief description for which is included below. 

To calculate the energy output of the user's solar cells the programme performs a series of geometric calculations based on the earth's position with respect to the sun , the earth's rotation, etc... An integral is then solved over each hour of each day of the year to find the intensity of solar radiation incident on a horizontal plane from which the radiation on a plane tilted at any angle can be found. Data of the amount of cloud coverage and surface reflectivity corresponding to the user specified location is read in from NASA's 'POWER' website and used. Once the solar radiation has been calculated it is easy to find the energy produced using the area of the panels and efficiency of the cells and the inverter. This result is then presented to the user in the form of a graph of the daily energy over the course of a year and total energy produced for that year. 

The optimum tilt angle is simply calculated by running the code described above over each tilt angle from 0 to 90 degrees and outputting the angle that corresponds to the largest annual energy generation.

The micro-grid sizing section reads in data from the NASA website of daily insolation on a horizontal surface over a 34 year period (this is why it takes a while to run). It then restructures and performs extensive statistical analysis on the data to output a table of energy deficits and the corresponding days annually on which an energy deficit of that size or larger will occur. An energy deficit is defined as the difference between the daily load and energy produced when not enough energy is generated to meet demand. The table produced is very useful for users who are users who are trying to size a micro-grid as it allows them to see the frequency with which energy deficits occur and their extent (how much energy they will lack). Thus, size their micro-grid accordingly. This is the unique component of the app.

It is also worth noting that the NASA website from which this app extracts data is in it's beta testing phase and is sometimes unavailable in which case the app will throw an error.

Lewis O'Leary
olearylewis94@outlook.com
+44 (0)7791514094

These data were obtained from the NASA Langley Research Center POWER Project funded through the NASA Earth Science Directorate Applied Science Program.

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Fácil de usar a ferramenta para calcular os detalhes essenciais para ajudar um usuário a analisar a energia solar disponível para eles. Ele fornece detalhes de um gráfico do perfil de energia diária ao longo de um ano, bem como a energia total produzida durante esse período, o ângulo de inclinação ideal e detalhes para ajudar os usuários a dimensionar uma micro-grade. Este aplicativo fornece uma característica única em permitir que um usuário para quantificar o número de dias por ano em que não terá energia suficiente para atender a sua carga, que é muito útil para ajudar com o tamanho de um micro-grade.

Eu sou um estudante que acaba de se formar com um mestrado em engenharia de energia sustentável e um bacharelado em física ambos da Universidade de Nottingham. Para o meu projeto mestres decidi tentar criar um programa fácil de usar que pode ajudar um usuário que não tem muito conhecimento sobre energia solar implementar um sistema phototvoltaic solar. O resultado final é esta aplicação, uma relativamente breve descrição para os quais é incluído abaixo.

Para calcular a energia de saída das células solares do utilizador o programa executa uma série de cálculos geométricos com base na posição da Terra em relação ao sol, a rotação da terra, etc ... Um integrante é, em seguida, resolvido por cima de cada hora de cada dia do ano para encontrar a intensidade da radiação solar incidente sobre um plano horizontal a partir do qual a radiação em um plano inclinado em qualquer ângulo pode ser encontrado. Dados da quantidade de cobertura de nuvens e refletividade da superfície correspondente à localização do usuário especificado é lido a partir do site 'poder' da NASA e usados. Uma vez que a radiação solar tiver sido calculada, é fácil encontrar a energia produzida utilizando a área dos painéis e eficiência das células e do inversor. Este resultado é então apresentada ao usuário na forma de um gráfico da energia diária ao longo de um ano e energia total produzida para esse ano.

O ângulo de inclinação óptimo é simplesmente calculado através da execução do código descrito acima ao longo de cada um ângulo de inclinação de 0 a 90 graus e o ângulo de saída que corresponde à maior produção de energia anual.

A seção dimensionamento micro-grade lê os dados do site da NASA de insolação diária em uma superfície horizontal ao longo de um período de 34 anos (é por isso que leva um tempo para ser executado). Em seguida, realiza reestrutura e extensa análise estatística sobre os dados de saída de uma mesa de défices energéticos e os correspondentes dias anualmente em que vai ocorrer um défice de energia que o tamanho ou maior. Um déficit de energia é definida como a diferença entre a carga diária e energia produzida quando não energia suficiente é gerada para atender a demanda. A tabela produzida é muito útil para os usuários que são os usuários que estão tentando tamanho de uma micro-rede, pois permite-lhes ver a frequência com que os déficits de energia ocorrem e sua extensão (quanta energia eles vão faltar). Assim, o tamanho do seu micro-grelha em conformidade. Este é o único componente do aplicativo.

Também é importante notar que o site da NASA a partir do qual este aplicativo extrai dados está em sua fase de testes beta e é às vezes indisponíveis caso em que o aplicativo irá lançar um erro.

Lewis O'Leary
olearylewis94@outlook.com
44 (0) 7791514094

Estes dados foram obtidos a partir do projeto de energia NASA Langley Research Center financiado através do Programa de Ciência Aplicada Direcção Ciência da Terra da NASA.

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