Kako globalna potražnja za obnovljivom energijom nastavlja rasti, fotonaponska tehnologija proizvodnje električne energije brzo se razvila. Kao temeljni nositelj tehnologije fotonaponske proizvodnje električne energije, racionalnost dizajna fotonaponske elektrane izravno utječe na učinkovitost proizvodnje električne energije, radnu stabilnost i ekonomske koristi elektrane. Među njima, omjer kapaciteta ključni je parametar u projektiranju fotonaponskih elektrana i ima važan utjecaj na ukupnu učinkovitost elektrane.
01
Pregled omjera kapaciteta fotonaponskih elektrana
Omjer kapaciteta fotonaponskih elektrana odnosi se na omjer instaliranog kapaciteta fotonaponskih modula i kapaciteta inverterske opreme. Zbog nestabilnosti fotonaponske proizvodnje energije i velikog utjecaja na okoliš, omjer kapaciteta fotonaponskih elektrana jednostavno konfiguriran prema instaliranom kapacitetu fotonaponskih modula na 1:1 uzrokovat će gubitak kapaciteta fotonaponskih pretvarača. Stoga je potrebno povećati kapacitet fotonaponskog sustava pod pretpostavkom stabilnog rada fotonaponskog sustava. Za učinkovitost proizvodnje električne energije fotonaponskog sustava, optimalni dizajn omjera kapaciteta trebao bi biti veći od 1:1. Racionalni dizajn omjera kapaciteta ne samo da može maksimizirati proizvodnju električne energije, već se također može prilagoditi različitim uvjetima osvjetljenja i nositi se s nekim gubicima u sustavu.
02
Glavni utjecajni čimbenici omjera volumena
Razuman dizajn omjera kapaciteta i distribucije treba sveobuhvatno razmotriti na temelju situacije specifičnog projekta. Čimbenici koji utječu na omjer kapaciteta i distribucije uključuju prigušenje komponente, gubitak u sustavu, zračenje, nagib ugradnje komponente itd. Posebna analiza je sljedeća.
1. Prigušenje komponente
U uvjetima normalnog starenja i prigušenja, trenutno prigušenje modula u prvoj godini je oko 1%, a prigušenje modula nakon druge godine mijenjat će se linearno. Stopa raspadanja u 30 godina je oko 13%, što znači da godišnji kapacitet proizvodnje električne energije modula opada, nazivna izlazna snaga ne može se kontinuirano održavati. Stoga dizajn omjera fotonaponskog kapaciteta mora uzeti u obzir slabljenje komponente tijekom cijelog životnog ciklusa elektrane kako bi se maksimizirala usklađenost proizvodnje električne energije komponente i poboljšala učinkovitost sustava.
2. Gubitak sustava
U fotonaponskom sustavu postoje različiti gubici između fotonaponskih modula i izlaza pretvarača, uključujući gubitak serijskih i paralelnih komponenti i zaštitne prašine, gubitak DC kabela, gubitak fotonaponskog pretvarača itd. Gubici u svakoj vezi utjecat će na pretvarač fotonaponske elektrane. stvarna izlazna snaga pretvarača.
U projektnim aplikacijama, PVsyst se može koristiti za simulaciju stvarne konfiguracije i gubitka sjenčanja projekta; općenito, gubitak istosmjerne strane fotonaponskog sustava je oko 7-12%, gubitak pretvarača je oko 1-2%, a ukupni gubitak je oko 8-13%; Stoga postoji odstupanje između instaliranog kapaciteta fotonaponskih modula i podataka o stvarnoj proizvodnji električne energije. Ako se fotonaponski pretvarač odabere na temelju kapaciteta instalacije modula i omjera kapaciteta 1:1, stvarni maksimalni izlazni kapacitet pretvarača je samo oko 90% nazivnog kapaciteta pretvarača. Čak i kada je osvjetljenje najbolje, pretvarač neće raditi pod punim opterećenjem smanjuje iskorištenost pretvarača i sustava.
3. Različita područja imaju različite zračenja
Modul može postići nazivnu izlaznu snagu samo u STC radnim uvjetima (STC radni uvjeti: intenzitet svjetla 1000 W/m², temperatura baterije 25 stupnjeva, kvaliteta zraka 1,5). Ako radni uvjeti ne zadovoljavaju STC uvjete, izlazna snaga fotonaponskog modula mora biti manja od njegove nazivne snage, a vremenska raspodjela svjetlosnih resursa unutar dana ne može zadovoljiti STC uvjete, uglavnom zbog velikih razlika u zračenju. , temperatura itd. ujutro, usred i navečer; u isto vrijeme, različita zračenja i okruženja u različitim regijama imaju različite utjecaje na proizvodnju energije fotonaponskih modula. , stoga je u ranoj fazi projekta potrebno razumjeti lokalne podatke o resursima rasvjete prema specifičnom području i provesti izračune podataka.
Stoga, čak iu istom području resursa, postoje velike razlike u ozračenju tijekom cijele godine. To znači da je ista konfiguracija sustava, odnosno kapacitet proizvodnje električne energije različit pod istim omjerom kapaciteta. Da bi se postigla ista proizvodnja električne energije, to se može postići promjenom omjera kapaciteta.
4. Kut nagiba ugradnje komponente
Postojat će različite vrste krovova u istom projektu fotonaponskih elektrana na strani korisnika, a različite vrste krovova uključivat će različite kutove nagiba dizajna komponenti, a zračenje koje primaju odgovarajuće komponente također će biti različito; na primjer, u industrijskom i komercijalnom projektu u Zhejiangu postoje krovovi od čeličnih pločica u boji i betonski krovovi, a projektirani kutovi nagiba su 3 stupnja odnosno 18 stupnjeva. Različiti kutovi nagiba simulirani su kroz PV, a podaci o zračenju nagnute površine prikazani su na donjoj slici; možete vidjeti zračenje koje primaju komponente postavljene pod različitim kutovima. Stupanj je drugačiji. Na primjer, ako su raspoređeni krovovi uglavnom popločani, izlazna energija komponenti s istim kapacitetom bit će manja od onih s određenim nagibom.
03
Ideje za dizajn omjera kapaciteta
Na temelju gornje analize, dizajn omjera kapaciteta uglavnom je za poboljšanje ukupne učinkovitosti elektrane podešavanjem kapaciteta istosmjerne strane pristupa pretvarača; trenutne konfiguracijske metode omjera kapaciteta uglavnom se dijele na kompenzacijsko prekomjerno osiguravanje i aktivno prekomjerno osiguravanje.
1. Naknada za prekomjernu raspodjelu
Kompenzacija prekomjernog usklađivanja znači podešavanje omjera kapaciteta i usklađivanja tako da pretvarač može postići puno opterećenje kad je osvjetljenje najbolje. Ova metoda uzima u obzir samo dio gubitaka koji postoje u fotonaponskom sustavu. Povećanjem kapaciteta komponenti (kao što je prikazano na donjoj slici), gubici sustava tijekom prijenosa energije mogu se nadoknaditi, tako da pretvarač može postići izlaz punog opterećenja tijekom stvarne uporabe. učinak bez vršnog gubitka klipinga.
2. Aktivna prekomjerna dodjela
Aktivno overprovisioning je nastavak povećanja kapaciteta fotonaponskih modula na temelju kompenzacije za overprovisioning (kao što je prikazano na slici ispod). Ova metoda ne uzima u obzir samo gubitke u sustavu, već također sveobuhvatno razmatra faktore kao što su investicijski troškovi i koristi. Cilj je aktivno produžiti vrijeme rada pretvarača pod punim opterećenjem kako bi se pronašao balans između povećanih troškova ulaganja komponenti i prihoda od proizvodnje električne energije sustava, kako bi se minimalizirao prosječni trošak električne energije sustava (LCOE). Čak i kad je osvjetljenje slabo, pretvarač i dalje radi pod punim opterećenjem, čime se produljuje vrijeme rada pod punim opterećenjem; međutim, stvarna krivulja proizvodnje električne energije sustava imat će fenomen "odsijecanja vršne vrijednosti" kao što je prikazano na slici, i bit će na granici tijekom nekih vremenskih razdoblja. Pošalji radni status. Međutim, uz odgovarajući omjer kapaciteta, ukupni LCOE sustava je najniži, odnosno prihod se povećava.
Odnos između kompenziranog prekomjernog podudaranja, aktivnog prekomjernog podudaranja i LCOE prikazan je na donjoj slici. LCOE se nastavlja smanjivati kako se povećava omjer usklađenosti kapaciteta. U točki kompenzacijskog prekomjernog usklađivanja, LCOE sustava ne doseže najnižu vrijednost. Ako se omjer usklađivanja kapaciteta dodatno poveća do aktivne točke prekomjernog usklađivanja, LCOE LCOE sustava doseže minimum. Ako se omjer kapaciteta nastavi povećavati, LCOE će se povećati. Stoga je aktivna točka prekomjerne raspodjele optimalna vrijednost omjera kapaciteta sustava.
Za inverter, kako zadovoljiti najniži LCOE sustava zahtijeva dovoljnu mogućnost prekomjernog pružanja istosmjerne strane. Za različite regije, posebno one s lošim uvjetima zračenja, potrebna su rješenja za prekomjernu opskrbu većom aktivnošću kako bi se postigla produljena inverzija. Nazivno vrijeme izlaza pretvarača može se maksimalno povećati kako bi se smanjio LCOE sustava; na primjer, fotonaponski inverteri Growatt podržavaju 1,5 puta prekomjernu opskrbu na istosmjernoj strani, što može zadovoljiti kompatibilnost aktivnog prekomjerne opskrbe u većini područja.
04
zaključak i prijedlog
Ukratko, i kompenzirana prekomjerna opskrba i aktivne sheme prekomjerne opskrbe učinkovita su sredstva za poboljšanje učinkovitosti fotonaponskih sustava, ali svaka ima svoj naglasak. Kompenzacijsko prekomjerno rezerviranje uglavnom je usmjereno na kompenzaciju gubitaka u sustavu, dok je aktivno prekomjerno rezerviranje više usmjereno na pronalaženje ravnoteže između povećanja ulaganja i poboljšanja prihoda; stoga se u stvarnim projektima preporučuje sveobuhvatan odabir odgovarajućeg konfiguracijskog plana omjera pružanja kapaciteta na temelju potreba projekta.