PV Ertrags-Simulator

Simuliert und vergleicht den wochentlichen PV-Energieertrag verschiedener Anlagenkonfigurationen basierend auf Clear-Sky-Einstrahlung (pvlib).

Installation

Voraussetzungen

• Python 3.10 oder hoher

Einrichtung

# Repository klonen oder entpacken
cd solar

# Virtuelle Umgebung erstellen (empfohlen)
python -m venv .venv

# Aktivieren:
# Windows (PowerShell):
.venv\Scripts\Activate.ps1
# Windows (CMD):
.venv\Scripts\activate.bat
# Linux / macOS:
source .venv/bin/activate

# Abhangigkeiten installieren
pip install -r requirements.txt

Starten

Mit aktivierter venv:

streamlit run app.py

Ohne venv (nutzt systemweites Python):

python -m streamlit run app.py

Die App offnet sich im Browser unter http://localhost:8501.

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Benutzung

1. Anlage hinzufugen (Sidebar links)

Im Formular "Neue Anlage" die Parameter eintragen:

Feld	Beschreibung
Name	Freier Bezeichner
Nennleistung (Wp)	Modulleistung in Watt-Peak
Azimut	0= Nord, 90= Ost, 180= Sud, 270= West
Neigung	Dachwinkel 0 (flach) bis 90 (senkrecht)
Breiten- / Langengrad	Koordinaten des Standorts
Wechselrichter-Limit	0 = kein Limit, z.B. 800 fur Balkonkraftwerk
Farbe	Diagramm-Farbe der Anlage

Gespeicherte Anlagen konnen per Klick auf ✏️ bearbeitet, 📋 dupliziert oder 🗑️ geloscht werden. Die Daten bleiben in pv_plants.json erhalten.

2. Simulationsparameter (Sidebar)

Umgebung & Modell:

• Transpositionsmodell: Perez (empfohlen, genaueste Diffusstrahlberechnung), Haydavies, Isotrop
• Albedo: Bodenreflexion (0,20 = Gras, 0,70 = Schnee)

Elektrische Verluste:

• System-Verlustfaktor: Pauschalabzug fur Kabel, Verschmutzung (0 % = ideal)
• Wechselrichter-Wirkungsgrad: 96 % = realistisch, 100 % = ideal
• Temperaturkoeffizient: 0 = ideal, -0,004/K = kristalline Module

Hinweis: Alle Verlustwerte sind standardmaig auf 0 % (Idealfall) gesetzt. Fur realistische Werte die dokumentierten Empfehlungen eintragen.

3. Vergleich (Hauptbereich)

• Im Dropdown-Menu die zu vergleichenden Anlagen auswahlen
• Diagramm-Einstellungen: Absolut (kWh) / Spezifisch (kWh/kWp), Linie / Balken gruppiert / Balken gestapelt
• Die Vergleichstabelle zeigt Jahresertrag, Maximalwoche, Clipping-Verluste
• Wirtschaftlichkeit: Strompreis und Betrachtungszeitraum einstellbar, inkl. Degradation

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Physikalisches Modell

1. Clear-Sky-Einstrahlung via pvlib.location.Location.get_clearsky()
2. POA-Transposition (Perez / Haydavies / Isotrop) mit Air-Mass und extraterrestrischer Strahlung
3. Zelltemperatur via SAPM-Modell mit saisonalem Lufttemperatur-Profil
4. DC-Leistung via PVWatts-Modell inkl. Temperaturkoeffizient
5. AC-Wandlung via PVWatts-Wechselrichter-Modell
6. Systemverluste (konfigurierbar, nach AC-Wandlung)
7. Clipping auf Wechselrichter-Limit
8. Wochen-Normalisierung: Durchschnittlicher Tagesertrag × 7 (52 standardisierte Wochen)

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Projektstruktur

solar/
  app.py             # Hauptanwendung
  requirements.txt   # Python-Abhangigkeiten
  README.md          # Diese Datei
  pv_plants.json     # Gespeicherte Anlagen (wird automatisch erstellt)

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Lizenz

MIT