Previsione di produzione solare

Questa dashboard stima la produzione oraria di pannelli solari a partire da radiazione a onde corte e temperatura dell'aria dei modelli meteorologici. Parte da una configurazione residenziale tipica, così non serve compilare un modulo completo di progettazione fotovoltaica: Denver, un impianto da 6 kW DC, un'approssimazione a inclinazione fissa, 14% di perdite PV totali, 96% di efficienza dell'inverter e rapporto DC/AC di 1.2.

La previsione usa dati GFS, HRRR o NBM tramite l'endpoint standard GribStream /api/v2/[dataset]/timeseries. Il dato meteorologico principale è DSWRF in superficie, il campo NOAA di flusso radiativo a onde corte verso il basso, combinato con temperatura dell'aria a 2 m per una semplice correzione da temperatura del pannello. La dashboard mantiene la finestra di lead time a 24 o 36 ore, così le righe restituite restano orarie tra i modelli disponibili.

Cosa fanno i controlli

• Etichetta sito, latitudine e longitudine: definiscono il punto della previsione. Il default è Denver, Colorado.
• Modello meteorologico: passa tra GFS, HRRR e NBM quando la finestra temporale selezionata è compatibile con quel modello.
• Potenza DC: imposta la potenza nominale dell'impianto PV in kW DC.
• Geometria dei moduli: applica un moltiplicatore trasparente alla radiazione orizzontale a onde corte. Serve a confrontare ipotesi orizzontali, a inclinazione fissa, est-ovest o con tracking senza fingere di essere un modello completo di trasposizione.
• Perdite totali: cambia la riduzione PV non meteorologica applicata dopo irradianza e temperatura. Il default segue l'ipotesi comune di PVWatts: 14% di perdite.
• Rapporto DC/AC: cambia il dimensionamento dell'inverter e il clipping, dividendo la potenza nominale DC per la potenza nominale AC.
• Lead time massimo: mantiene la richiesta dentro un orizzonte in cui le righe restituite sono orarie. La copertura reale può essere più breve del selettore temporale quando l'ultimo ciclo del modello non raggiunge tutta la finestra.

Come leggere i pannelli

• Produzione AC oraria: potenza stimata in uscita dall'inverter in kW. Poiché la dashboard limita la richiesta a righe orarie, lo stesso valore viene usato anche come stima di energia di un'ora in kWh.
• Previsione energia: kWh totali stimati sulle righe orarie restituite nell'intervallo temporale selezionato.
• Picco e statistiche termiche: picco di potenza AC, limite dell'inverter e fattore di temperatura minimo nel periodo selezionato.
• GHI e approssimazione sul piano dei moduli: mostra la radiazione orizzontale a onde corte del modello accanto allo scenario selezionato per il piano dei moduli.
• Tabella di verifica della previsione: espone campi grezzi e derivati, così le ipotesi sono ispezionabili.

Il calcolo è volutamente leggero. Aiuta a confrontare profili di produzione guidati dal meteo, valutare rapidamente una possibile installazione e spiegare come le espressioni GribStream (expressions) possono trasformare campi di previsione in metriche applicative. Non è un modello fotovoltaico adatto a decisioni finanziarie e non sostituisce PVWatts, SAM, modellazione delle ombre del sito, misure di soiling (sporcamento dei moduli) o un modello professionale di irradianza sul piano dei moduli.

Il controllo della geometria dei moduli è volutamente conservativo. Un vero calcolo di inclinazione e azimut richiede posizione solare, irradianza normale diretta, irradianza orizzontale diffusa, albedo, orientamento dei moduli, geometria delle file e ombreggiamento. Questa dashboard chiede a GribStream solo DSWRF e temperatura a 2 m, quindi espone l'ipotesi di geometria come moltiplicatore esplicito invece di nascondere una falsa precisione dietro un campo di inclinazione.

Matematica e costanti

La dashboard calcola tutti i campi derivati con espressioni GribStream (expressions). Con i controlli di default, le equazioni sono:

1. temp_c = temp_k - 273.15
2. poa_wm2 = ghi_wm2 * 1.0800
3. cell_temp_c = temp_c + (poa_wm2 / 800.0) * 25.0000
4. temperature_factor = max(0, 1 + (-0.3500 / 100) * (cell_temp_c - 25.0))
5. loss_factor = max(0, 1 - 14.0000 / 100)
6. dc_power_kw = 6.0000 * poa_wm2 / 1000.0 * temperature_factor * loss_factor
7. ac_limit_kw = 6.0000 / 1.2000
8. ac_power_kw = min(dc_power_kw * 96.0000 / 100, ac_limit_kw)
9. hourly_energy_kwh = ac_power_kw, perché la dashboard limita la richiesta a righe orarie.

Le costanti più importanti sono:

• 6.0000 è la potenza DC di default dell'impianto in kW. L'utente può modificarla.
• 1.0800 è il moltiplicatore di default per la geometria dei moduli: un'approssimazione a inclinazione fissa applicata a DSWRF orizzontale. Gli altri scenari esposti usano 1.0000, 0.9300 e 1.1800.
• 800.0 W/m2 e 25.0000 °C formano la stima semplice dell'aumento di temperatura della cella. Sono valori interni, non un modello termico del modulo calibrato sul sito.
• -0.3500 è il coefficiente interno di temperatura della potenza in percentuale per °C, applicato rispetto alla temperatura di riferimento 25.0 °C.
• 14.0000 è la percentuale di default delle perdite totali non meteorologiche. L'utente può selezionarla.
• 1.2000 è il rapporto DC/AC di default, quindi un impianto da 6 kW DC ha un limite AC di 5 kW. L'utente può selezionarlo.
• 96.0000 è l'efficienza interna dell'inverter.
• 1000.0 W/m2 normalizza l'irradianza a un livello di riferimento simile alla potenza nominale PV.

Queste costanti rendono la previsione spiegabile e facile da variare, ma non sostituiscono la scheda tecnica del modulo, misure di albedo e soiling, geometria delle ombre o una simulazione completa PVWatts/SAM.

Richiesta GribStream rappresentativa

Questo esempio usa la configurazione di default per Denver con GFS: 6 kW con approssimazione a inclinazione fissa. La dashboard riempie i valori numerici dalle variabili Grafana e calcola le stime PV in una singola chiamata standard GribStream /timeseries.

curl -X POST 'https://gribstream.com/api/v2/gfs/timeseries' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -H 'Accept: text/csv' \
  -H 'Authorization: Bearer [API_TOKEN]' \
  -d '{
    "fromTime": "2026-05-03T12:00:00Z",
    "untilTime": "2026-05-05T00:00:00Z",
    "minLeadTime": "0h",
    "maxLeadTime": "36h",
    "coordinates": [
      { "lat": 39.7392, "lon": -104.9903, "name": "Denver, CO" }
    ],
    "variables": [
      { "name": "DSWRF", "level": "surface", "alias": "ghi_wm2" },
      { "name": "TMP", "level": "2 m above ground", "alias": "temp_k" }
    ],
    "expressions": [
      { "expression": "temp_k - 273.15", "alias": "temp_c" },
      { "expression": "ghi_wm2 * 1.0800", "alias": "poa_wm2" },
      { "expression": "temp_c + (poa_wm2 / 800.0) * 25.0000", "alias": "cell_temp_c" },
      { "expression": "func.Max(0.0, 1 + (-0.3500 / 100.0) * (cell_temp_c - 25.0))", "alias": "temperature_factor" },
      { "expression": "func.Max(0.0, 1 - 14.0000 / 100.0)", "alias": "loss_factor" },
      { "expression": "6.0000 * poa_wm2 / 1000.0 * temperature_factor * loss_factor", "alias": "dc_power_kw" },
      { "expression": "6.0000 / 1.2000", "alias": "ac_limit_kw" },
      { "expression": "func.Min(dc_power_kw * 96.0000 / 100.0, ac_limit_kw)", "alias": "ac_power_kw" },
      { "expression": "ac_power_kw", "alias": "hourly_energy_kwh" },
      { "expression": "func.Max(0.0, (6.0000 - ac_power_kw) / 6.0000 * 100.0)", "alias": "unused_capacity_pct" }
    ]
  }'

Perché i default sono ragionevoli

• Perdite totali: il default usa l'ipotesi PVWatts del 14% di perdite e la tratta come una singola riduzione trasparente.
• Riduzione per temperatura: il preset usa un coefficiente di potenza negativo tipico del silicio cristallino, applicato alla temperatura cella stimata sopra 25 °C.
• Rapporto DC/AC: il valore residenziale di default permette un clipping leggero dell'inverter senza introdurre un modello di inverter troppo complesso.
• Geometria dei moduli: questa prima versione concentra ipotesi di inclinazione, orientamento o tracking in un unico moltiplicatore nominato perché DSWRF è un campo di radiazione orizzontale.

Contesto e riferimenti: espressioni GribStream · inventario modello GFS · inventario modello HRRR · inventario modello NBM · tabella NOAA GRIB2 della radiazione a onda corta · API PVWatts V8 · definizioni di irradianza SAM · variabili Grafana.