Aurinkopaneelien tuoton ennustaminen

  • Viestiketjun aloittaja Viestiketjun aloittaja Hegsa
  • Aloituspäivämäärä Aloituspäivämäärä

Hegsa

Aktiivinen jäsen
Ensimmäinen vuosi alkaa olla paneelien kanssa nipussa ja tuli vähän katsottua taaksepäin dataa. Olen käyttänyt ennustamiseen forecast.solaria ja tällä kertaa tuli katsottua miten hyvin ennusteet on vastannut toteumaa. Tulokset ei näytä kauhean mairittelevilta ennusteen osalta:
1741959604889.png

Kuvassa verrataan päivän ensimmäistä ennustetta (noin puolilta öin) päivän toteutuneeseen tuotantoon. forecast.solar korjaa päivän aikana ennustettaan niin livenä noin isot heitot ei koskaan osunut HA:sta silmään, mutta jälkikäteen analysoidessa tarttui haaviin kun katsoi oikeata ennustetta. Tuntitasolle en edes perehtynyt tällä kertaa kun ~50% heitot päivän tuotoissa ei mahdollista kovin hyvää ennakoivaa käyttöä.

Onko muilla ollut samanlaisia heittoja ennusteen ja toteuman välillä? Mulla on oma veikkaukseni minkä takia tuossa on heittoa mutta olisi kiva kuulla muiden kokemuksia. Pyöräytin oman ennusteen jo pystyyn niin pääsee vertaamaan omalla kentällä pääseekö yhtään parempiin tarkkuuksiin:
1741960542487.png
 
Vertasin muutamaa eri palvelua ja huomasin että osalla ei tee yhtään mitään. Tämä piti melko hyvin kutinsa.

Käytätkö täältä reaaliaikaista API-ennustetta? Kuvailu "any site anywhere in the Fennoscandia or Baltic" viittaa että käyttäisi FMI:n dataa pohjalla, mutta sieltä saa säteilystä vain GHI:n ulos. FMI:n datasta oman ennusteen kaivaminen omallakaan koodilla ei ole kovin ihmeellinen tehtävä jos sille tielle haluaa lähteä.

FMI:n oma aurinkotuottoennustetuote on varmasti hyvä, mutta onnettoman rajoittunut kun tarjolla on vain web-käyttöliittymä eikä API:a ja kiinteillä kulmilla/suuntauksilla. Rahaa vasten tarjoaisivat varmasti paremman käyttöliittymän, mutta voi olla pitkä ja kallis tie kun ei ole heti tarjolla.

CBasen vuosituottolaskuri näyttäisi olevan wrapperi PVGIS:n datalle niin siellä on hyvä data pohjalla, mutta saman saa suoraan PVGIS:ltä niin ei tarvi väliporrasta käyttää.
 
Tänään oli helppo päivä ennustaa, joten odotuksena oli melko hyvä arvio forecast.solarista. Pieleen meni kuitenkin heidän ennuste vaikka tuoton tuoton osalta päivän olisi pitänyt olla helppo ennustaa. Käytin vielä forecast.solarin osalta kyseisen tunnin päivitettyä arvoa, oma ennuste on pyöräytetty yhdentoista aikoihin eikä päivitetty sen jälkeen:
1742053997672.png

Nopealla tuntumalla kovin kummoista mallia ei tarvitse tehdä että saa parempaa (+varttiresoluution) dataa. Toistaiseksi oma malli on pelkkä fysiikkamalli, sitä kun opettaisi vielä järjestelmäkohtaisilla korjauskertoimilla saisi varmasti hyvän.
 
FMI tarjoaa auringonsäteilystä ennusteen APi kautta. Yhdistämällä se sääennusteesen ja sopivan algoritmia kanssa pitäisi saada tuotto ennustetta laskettua.
https://opendata.fmi.fi/wfs?request...mestep=60&timezone=Europe/Helsinki&starttime={start_time_utc.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')}&endtime={end_time_utc.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')}&fmisid={location}
PVGISTuoton laskentamalli on avattu, josta voi poimia tiedot ja lähteä rakentamaaan omaa mallia ja verrata ai omaan tuottoon niin saa aika hyvän kalibroitua laskennan
Myös PVWATTS malli on avattu josta voi lisäksi ammentaa tietoja https://www.esig.energy/wiki-main-page/pvwatts-d1/
 
Kuvassa verrataan päivän ensimmäistä ennustetta (noin puolilta öin) päivän toteutuneeseen tuotantoon.
Erikoinen tapa verrata, jos voi tulla yli 100% miinusta. Siis ilmeisesti jakajana on toteutunut tuotanto eikä ennuste?

Siis esimerkiksi ennuste 100 kWh ja toteutunut 40 kWh, järkevä laskettu virhe olisi -60% eikä -150%.

Suomessa on aika vaikea ennustaa pilvipeitteen paikallista määrää, joten ei yllättävää, että ennuste ei ole kummoinen.
 
Käytätkö täältä reaaliaikaista API-ennustetta? Kuvailu "any site anywhere in the Fennoscandia or Baltic" viittaa että käyttäisi FMI:n dataa pohjalla, mutta sieltä saa säteilystä vain GHI:n ulos. FMI:n datasta oman ennusteen kaivaminen omallakaan koodilla ei ole kovin ihmeellinen tehtävä jos sille tielle haluaa lähteä.
Onnea vaan jos moiselle tielle lähdet. Mulla on tuohon api-key, mutta käyttö on jäänyt toistaiseksi pelkkään testaamiseen. Tuossa löytyy mm seuraavat asiat:

1742063124418.png


Ja tuolta löytynee muutama sana mallista.
 
FMI tarjoaa auringonsäteilystä ennusteen APi kautta. Yhdistämällä se sääennusteesen ja sopivan algoritmia kanssa pitäisi saada tuotto ennustetta laskettua.
https://opendata.fmi.fi/wfs?request...mestep=60&timezone=Europe/Helsinki&starttime={start_time_utc.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')}&endtime={end_time_utc.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')}&fmisid={location}
FMI:n ennuste tarjoaa auringon säiteilystä ainoastaan GHI:n eli kokonaissäteilyn, mutta ei säteilykomponentteja (suora/epäsuora). Tuollakin pääsee alkuun, mutta missä tahansa laskennassa GHI joudutaan myöhemmin jakamaan komponentteihin niin helpommalla pääsee jos saa valmiina. Suomen osalta Met.no tarjoaa paremman datan kun tarjoaa GHI:n lisäksi DNI:n (Direct Normal Irradiance), ja DHI:n (Diffuse Irradiance). Ilman tuota pilkkomista ei pääse laskemaan paneelien suuntauksen tai kulman vaikutusta. Oma malli tuli testattua sekä FMI:n että met.no datan kanssa ja mikäli en päädy yhdistämään lähteitä pitäydyn varmaankin met.no:ssa kun sieltä saa täydemmän datasetin.

PVGISTuoton laskentamalli on avattu, josta voi poimia tiedot ja lähteä rakentamaaan omaa mallia ja verrata ai omaan tuottoon niin saa aika hyvän kalibroitua laskennan
Myös PVWATTS malli on avattu josta voi lisäksi ammentaa tietoja https://www.esig.energy/wiki-main-page/pvwatts-d1/
PVGIS:llä on hyvät mallit, mutta he pääsevät laskemaan toteutuneesta datasta mitä on paljon enemmän saatavilla kuin ennusteessa. Historian osalta ei kannata lähteä omaa mallia kehittämään, siellä on paljon parempiakin avoimia tarjolla.
 
Erikoinen tapa verrata, jos voi tulla yli 100% miinusta. Siis ilmeisesti jakajana on toteutunut tuotanto eikä ennuste?
Jakajana on ennuste eli yli 100% miinus tarkoittaa ennusteen olleen alle puolet toteutuneesta. Selvyyden vuoksi tuo kannattaisi esittää plussana eikä miinuksena, mutta nopeassa tsekkauksessa sillä ei ollut niin väliä.
Suomessa on aika vaikea ennustaa pilvipeitteen paikallista määrää, joten ei yllättävää, että ennuste ei ole kummoinen.
Tunnin keskimääräisen pilvisyyden määrä paikallisesti ei ole mitenkään mahdotonta ennustaa, joskaan 100% tarkkaa siitä ei saa. Tänään ei ollut edes pilvistä ja forecast.solar sai siltikin melko pahasti pieleen ennusteensa.
 
Onnea vaan jos moiselle tielle lähdet.
Ei siihen onnea tarvita vaan pari iltaa tuli käytettyä kokeilemiseen ja nyt pyörii oma ennuste kotiserverillä. Tällä hetkellä se on Met.no ennusteen varassa (FMI toimii myös) ja syö sisäänsä koko ennustealueelta mielivaltaisen suuntauksen/kulman paneelit.

Mulla on tuohon api-key, mutta käyttö on jäänyt toistaiseksi pelkkään testaamiseen. Tuossa löytyy mm seuraavat asiat:

Näytä liitetiedosto 105787

Ja tuolta löytynee muutama sana mallista.
FMI:n ennusteen päällä näyttäisi pyörivän + laskevat tarvittavat säteilykomponentit ja pari muuta parametriä itse.
 
Ettei jää vain huutelun asteelle niin kokeillaan huomisen ennustamista omaa tuotantoa vasten. Kyseessä siis 4,3 kWp kenttä Espoossa, suunta 105 deg pohjoisesta myötäpäivään ja kallistus 28 deg.

Oma ennuste huomiselle:
1742069667374.png

Forecast.solarin ennuste 8,3 kWh ja seuraavalla muodolla:
1742069756538.png

Tuoton muoto sekä määrä on melko kaukana toisistaan eli ainakaan yhtä hyviksi ennusteet tuskin päätyvät.
 
Ottiko tuo huomioon aamulla satavan lumen? Sen verran kylmää on että paneelit tuottaa hyvällä hyötysuhteella jos valo vain pääsee kennoon asti.
Toistaiseksi ei ota huomioon lunta, mutta kennojen lämpötilan se laskee vallitsevista olosuhteista. Lumen lisääminen ei pitäisi olla mahdottoman vaikeaa, mutta vaatii väkisinkin takaisinkytkennän paneelien tuotosta malliin. Käytännössä tuon toteutus onnistuisi käyttämällä met.no énnusteen sisältämää lumisade-parametria kuristamaan tuottoa kunnes takaisinkytkentä kertoo tuoton päässeen xx% päähän ennustetusta lumettomien paneelien tuotosta. Ilman takaisinkytkentää pitäisi luottaa esim FMI:n lumihavaintoihin, mutta se ei ota huomioon lumen poistumista paneelien päältä muuten kuin sulamalla.

En ole varma on kellään avoimella puolella mallia joka ottaa lumen kertymisen huomioon, todennäköisesti ei.
 
Tuottopäivä alkaa olla nipussa ja pääsee tekemään vertailua. Päivän tuotanto olikin oikein sopiva testiin kun aamupäivä oli vaihtelevan pilvistä ja iltapäivällä sai paistaa liki kirkkaalta taivaalta. Tuottokäyrä korkealla resoluutiolla:
1742136544454.png


Huomioon ottaen aamupäivän vaikea muodon ennuste osuu muutaman tunnin työksi hämmästättyvän hyvin kohdilleen:
1742136801591.png

Tuntiennuste ja toteutunut tuntikeskiarvo menee melkein 1:1 ja varttiennustekin on kohtalaisen hyvin kartalla. Kokonaistuotto osunee päivän pätteeksi 12,2 kWh pintaan. Tässä tullaankin varttiennusteen vaikeuteen kun met.no tai käytännössä kukaan muukaan ei tarjoa hyvää sääennustetta alle tunnin resoluutiolla. Tämä johtaa väkisinkin varttidatan generointiin interpoloimalla, jolloin (aikaisessa) ennusteessa ei voi olla luotettavaa yksittäisten varttien välistä eroavaisuutta pilvisyydessä. Forecast.solaria en jaksanut edes plotata sekaan kun oli niin kaukana toteumasta.

Jos joku pohtii mihin kunnollista ennustetta tarvitaan niin vastaus on tähän. Tällä hetkellä varttiennustetta ei kauheasti tarvitse edes varttinetotuksen kanssa kun hintasykli on kuitenkin tunti, mutta kulman takana odottava odottava vartti-spot muuttaa tämän, riippuen tietysti hieman miten isoiksi peräkkäisten varttien hinnat repeää. Kokonaistuotto pitää myös saada paremmin haarukkaan tai päädytään monesti kuluttamaan yöllä verkosta ostettua energiaa turhan takia kun oma tuotanto arvioidaan liian pieneksi.
 
Nyt on oma ennuste pyörinyt pari viikkoa koskematta ja alustavaa dataa alkaa kertymään. Nopealla tuntumalla oma ennuste on paljon parempi kuin Forecast Solarin vastaava. Tulevan vuorokauden ennuste viimeiseltä 14 päivältä menee luvuin 14-0 omalle mallille (molemmat ennusteet otettu puolilta öin tulevalle vuorokaudelle):
1743954253729.png


Tuntitasolla tilanne on hyvin samanoloinen ja oma malli saa varsinkin esteettömästi tuottavat päivät melko tarkasti lankulle:
1743954578926.png

Varttitasolla alkaa näkymään omassakin ennusteessa heittoa erityisesti pilvisinä päivinä:
1743954706285.png


Summa summarum: Tarkkuus on sitä luokkaa että energian kokonaiskäyttöohjelmassa voi suunnilleen luottaa aurinkoenergian määrään. Tarkkaan varttiin ei pysty luottamaan, mutta tuo ei vaadi muuta kuin vähän lisäystä logiikkaan miten toteutunut vartti tuodaan takaisin päivitettyyn ohjaukseen.
 
tätini ennusti korteista, minulle ristiverisen tummatukan.
olen nyt pitänyt tän blondin kanssa hammasmukeja samalla hyllyllä viitisenkymmentä vuotta.
joten se niistä ennustuksista
 
Ottaako oma ennuste dataa menneistä toutosta? Vai onko kaikki laskettu?
Ennuste on puhtaasti laskennallinen eli ei ota huomioon vanhoja tuottoja. Tämän takia sijainnin/suuntauksen/kallistuksen saa vapaasti valittua Skandinavian alueelta eikä pelkästään omasta kentästä.

Toteutuneen tuoton huomioon ottamalla saisi parannettua tulevaa tarkkuutta erityisesti varjostusten osalta, mutta ei ole toistaiseksi suunnitelmissa. Kovin vaikeaa se ei olisi, lähinnä työlästä tehdä ensimmäisen kerran.
 
Miten edes mahdollista tuollainen mikroennustaminen. Minulla paistaa, niin 6 km päässä pilvistä - tapahtuu usein.

Ja sitten lämpötila...nyt kevään kylmillä ilmoilla kentästä saa liki 100% piikkitehosta, lämmintä lisää 10-15 astetta ja jää siihen 70% piikkitehosta.
 
Miten onnistuu aurinkoseuraajan tuotto-ennuste? (2 akselinen) + pari kinteää kenttää
(Mietin tässä vaan omia tarpeita..)
Aurinkoseuraaja onnistuu 1-akselisena ja kenttiä saa halutessaan lisää. Esimerkkinä 1-akselinen seuraaja 45deg kulmassa (kenttä 1) + pari eri suuntaan sojottavaa kenttää:
1744003827237.png


2-akselisen seuraajan saisi tehtyä, mutta vaatisi jonkin verran manuaalista työtä. Käytännössä pitäisi laskea jokaiselle vartille erikseen minne suuntaan osoittaa ja rakentaa niistä tarvittava sarja ennusteeksi.
 
Semmoinen jännä piirre tuntuu tuossa forecast.solarissa olevan, että se ennustaa paremmin kauemmaksi, mutta reaaliajassa se korjaa ennustetta enemmän päin metsää. Kyllä sekin riittävän tarkka useimmissa käyttötarkoituksissa tuntuu olevan, mutta toki tässä aloittajan esimerkissä on selkeää systeemivirhettä alakanttiin. Onhan kaikki parametrit sinne varmasti oikein syötettynä, kallistuskulmat jne?
 
Miten edes mahdollista tuollainen mikroennustaminen. Minulla paistaa, niin 6 km päässä pilvistä - tapahtuu usein.
Tällä on merkitystä lähinnä hetkittäisen tehon kannalta mikä ei ole kovin oleellinen ennustettava. Kunhan 15min/60min keskituottoennuste on riittävän lähellä ei ohimenevät pilvet vaikutua tulokseen.
Ja sitten lämpötila...nyt kevään kylmillä ilmoilla kentästä saa liki 100% piikkitehosta, lämmintä lisää 10-15 astetta ja jää siihen 70% piikkitehosta.
Paneelien lämpötila lasketaan ulkolämpötilasta, auringonpaisteesta ja muutamasta muusta, jolloin tuoton lämpötilariippuvuus on mukana.
 
Semmoinen jännä piirre tuntuu tuossa forecast.solarissa olevan, että se ennustaa paremmin kauemmaksi, mutta reaaliajassa se korjaa ennustetta enemmän päin metsää.
On tuo pielessä myös pidemmissä ennusteissa. Puolilta öin pitää olla tiedossa tulevan päivän tuotto, jotta halvan yösähkön vs päivällä tulevan omatuonnan on oltava tiedossa tai ollaan myöhässä ohjauksen kannalta.
Onhan kaikki parametrit sinne varmasti oikein syötettynä, kallistuskulmat jne?
On, koordinaatit Espoossa, kulmat kohdillaan ja dampingit nollissa. Näkee jo tuosta datasta että ongelma on ennusteen päässä kun ei saa esteettömästä paistavia päiviä oikean muotoiselle käyrälle vaan leikkaa tuotantoa. Kulmien ollessa pielessä käyrän muoto vain siirtyisi.
 
Huhtikuun tulevan vuorokauden tuotantovertailun lopputulemana on 22-8 voitto omalle ennusteelle vs Forecast.solar:
1747033094617.png

Kumulatiivisena tuottona oma ennuste tarjosi 2,1% liikaa tuotantoa ja Forecast.solar 24,2% liian vähän.

Kuluvan tunnin/vartin ennuste osuu riittävällä tarkkuudella kohdilleen:
1747033411299.png

Tuntiennuste on hyvä kun pohjalla on tuntiresoluution sääennuste. Varttiennusteen kun joutuu väkisinkin interpoloimaan ei tuosta merkittävästi parempaa synny ilman 15min resoluution sääennustetta.

Summa summarum: Riittävän hyvä, parempaan tähtäämään vaatisi turhan isoja panostuksia suhteessa työmäärään.
 
Huhtikuun tulevan vuorokauden tuotantovertailun lopputulemana on 22-8 voitto omalle ennusteelle vs Forecast.solar:
Näytä liitetiedosto 106899
Kumulatiivisena tuottona oma ennuste tarjosi 2,1% liikaa tuotantoa ja Forecast.solar 24,2% liian vähän.

Kuluvan tunnin/vartin ennuste osuu riittävällä tarkkuudella kohdilleen:
Näytä liitetiedosto 106900
Tuntiennuste on hyvä kun pohjalla on tuntiresoluution sääennuste. Varttiennusteen kun joutuu väkisinkin interpoloimaan ei tuosta merkittävästi parempaa synny ilman 15min resoluution sääennustetta.

Summa summarum: Riittävän hyvä, parempaan tähtäämään vaatisi turhan isoja panostuksia suhteessa työmäärään.
Olen itse fndeerannut että jos 12h resoluutiolla pääsee pitkääle kun voi laske kuinka paljon vuotaa akusta yli.
 
Olen itse fndeerannut että jos 12h resoluutiolla pääsee pitkääle kun voi laske kuinka paljon vuotaa akusta yli.
Sillä pääsee pitkälle kun tarkoituksena on pitää lähinnä huoli omakäytön suuresta osuudesta missä iso osa säätöistä on. Spotin hyötykäyttöön tavitaan kuitenkin jonkinasteinen varttiennuste. Tämä päivä on hyvä esimerkki kuinka raskaaksi käsin laskettavaksi optimi menee jo tunti-spotilla:
  • Eilen illalla akku pitäisi olla suunnilleen täynnä, joko omatuotannosta tai ladattu verkosta 23-00
  • Yöllä akkua tyhjennetään pohjakulutusta vasten
  • Paneelien kattaessa pohjakulutuksen aamusta ladataan lisää (mieluiten tunnilla 05-06)
  • Akku myydään tyhjäksi verkkoon 07-08
  • Aurinkopaneelien ylituotto ajetaan verkkoon ainakin 10 asti
  • Loppupäivä lataillaan ylituotolla akkua
Tuntikohtaiset päätökset myynnistä vs lataus riippuu siirtohinnasta, akun koosta, sallitusta purku-/lataustehosta, paneelien tuottoennusteesta ja ennusteesta omakäyttöön. Aamupäivän kalliit tunnit ja iltapäivän halvat on monelle ohjauslogiikalle vaikeita, koska myyntiä pitää sallia akun ollessa tyhjillään ja akku ladataan myöhemmin vähempiarvoisilla tunneilla.
 
Sillä pääsee pitkälle kun tarkoituksena on pitää lähinnä huoli omakäytön suuresta osuudesta missä iso osa säätöistä on. Spotin hyötykäyttöön tavitaan kuitenkin jonkinasteinen varttiennuste. Tämä päivä on hyvä esimerkki kuinka raskaaksi käsin laskettavaksi optimi menee jo tunti-spotilla:
  • Eilen illalla akku pitäisi olla suunnilleen täynnä, joko omatuotannosta tai ladattu verkosta 23-00
  • Yöllä akkua tyhjennetään pohjakulutusta vasten
  • Paneelien kattaessa pohjakulutuksen aamusta ladataan lisää (mieluiten tunnilla 05-06)
  • Akku myydään tyhjäksi verkkoon 07-08
  • Aurinkopaneelien ylituotto ajetaan verkkoon ainakin 10 asti
  • Loppupäivä lataillaan ylituotolla akkua
Tuntikohtaiset päätökset myynnistä vs lataus riippuu siirtohinnasta, akun koosta, sallitusta purku-/lataustehosta, paneelien tuottoennusteesta ja ennusteesta omakäyttöön. Aamupäivän kalliit tunnit ja iltapäivän halvat on monelle ohjauslogiikalle vaikeita, koska myyntiä pitää sallia akun ollessa tyhjillään ja akku ladataan myöhemmin vähempiarvoisilla tunneilla.
Noin mulla suunnileen meni paitsi että yön halvat halvimmat tunnit otettiin verkosta, aamulla pv + akku myyntiin ja klo 11 eteenpäin akun latausta. Jos aurinkoa niin akku kannattaa pistää myyntii aika pienellä marginaalilla. Päivällä akkujen latausteho auringosta turhan suuri joten pesukonetta ja varaajan lämmitystä siinä samalla. Iltaa kohden akku varmaan täytyy ennen aikojaan.... noi 40-50 kWh tuottoa vaikkea upottaa minnekkään eli pitäisi hankkia EV tai suurentaa akkua, ajatelee sulo vilen.
 
Takaisin
Ylös Bottom