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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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Strumento facile da usare per calcolare i dettagli essenziali per aiutare un utente di analizzare l'energia solare a loro disposizione. Esso fornisce dettagli di un grafico del profilo energetico giornaliero nel corso di un anno e l'energia totale prodotta in tale periodo, l'angolo di inclinazione ottimale informazioni per aiutare gli utenti tg un micro-griglia. Questa applicazione fornisce una caratteristica unica nel permettere ad un utente di quantificare il numero di giorni all'anno in cui essi non hanno energia sufficiente a soddisfare il loro carico, che è molto utile per aiutare a misura un micro-griglia.

Sono uno studente che ha appena laureato con un master in ingegneria energetica sostenibile e una laurea in fisica, sia presso l'Università di Nottingham. Per il mio progetto maestri ho deciso di provare a creare un programma facile da usare che potrebbe aiutare un utente che non ha molto conoscenza circa energia solare implementare un sistema phototvoltaic solare. Il risultato finale è questa applicazione, un tempo relativamente breve descrizione per il quale è riportato qui di seguito.

Per calcolare l'uscita di energia delle celle solari dell'utente il programma esegue una serie di calcoli geometrici basati sulla posizione della terra rispetto al sole, rotazione terrestre, ecc ... Un integrale viene quindi risolto oltre ogni ora di ogni giorno della anno per trovare l'intensità della radiazione solare incidente su un piano orizzontale da cui la radiazione su un piano inclinato in qualsiasi angolo può essere trovato. I dati di quantità di copertura nuvolosa e la riflettività della superficie corrispondente alla posizione specificata utente viene letto in dal sito web 'POWER' della NASA e utilizzati. Una volta che la radiazione solare è stata calcolata è facile trovare l'energia prodotta con la superficie dei pannelli e l'efficienza delle cellule e l'inverter. Questo risultato viene poi presentato all'utente sotto forma di un grafico dell'energia giornaliera nel corso di un anno e di energia totale prodotta per tale anno.

L'angolo di inclinazione ottimale è calcolato semplicemente eseguendo il codice sopra descritto sopra ogni angolo di inclinazione da 0 a 90 gradi ed emettere l'angolo corrispondente alla più grande produzione di energia annuale.

La sezione dimensionamento micro-griglia legge informazioni dal sito NASA di insolazione giornaliera su una superficie orizzontale su un periodo di 34 anni (questo è il motivo per cui ci vuole un po 'a correre). Quindi ristruttura ed esegue estesa analisi statistica sui dati di uscita di una tabella di deficit energetici e corrispondenti giorni all'anno in cui si verificherà un deficit energetico di tale dimensione o più grandi. Un deficit energetico è definito come la differenza tra il carico giornaliero e l'energia prodotta quando non abbastanza energia è generata per soddisfare la domanda. La tabella prodotta è molto utile per gli utenti che sono gli utenti che tentano di formato un micro-griglia in quanto consente loro di visualizzare la frequenza con cui si verificano deficit energetici e la loro estensione (quanta energia mancheranno). Così, dimensionare loro micro-griglia conseguenza. Questo è l'unico componente della app.

E 'anche interessante notare che il sito web della NASA da cui questa applicazione estrae i dati è nella sua fase di beta testing e volte non è disponibile, nel qual caso l'applicazione genererà un errore.

Lewis O'Leary
olearylewis94@outlook.com
+44 (0) 7.791.514,094 mila

Questi dati sono stati ottenuti dal progetto POWER NASA Langley Research Center finanziato attraverso la scienza Direzione Applied Science Program della NASA Terra.

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