Kako globalna potražnja za obnovljivom energijom i dalje raste, fotonaponska tehnologija proizvodnje energije se brzo razvijala. Kao osnovni nosilac tehnologije fotonaponske proizvodnje energije, racionalnost dizajna fotonaponske elektrane direktno utiče na efikasnost proizvodnje električne energije, operativnu stabilnost i ekonomske koristi elektrane. Među njima, omjer kapaciteta je ključni parametar u dizajnu fotonaponskih elektrana i ima važan utjecaj na ukupne performanse elektrane.
01
Pregled omjera kapaciteta fotonaponskih elektrana
Odnos kapaciteta fotonaponskih elektrana odnosi se na omjer instaliranog kapaciteta fotonaponskih modula prema kapacitetu inverterske opreme. Zbog nestabilnosti proizvodnje fotonaponske energije i velikog utjecaja na okoliš, omjer kapaciteta fotonaponskih elektrana jednostavno konfiguriranih prema instaliranom kapacitetu fotonaponskih modula u omjeru 1:1 će uzrokovati gubitak kapaciteta fotonaponskih invertera. Stoga je potrebno povećati kapacitet fotonaponskog sistema pod pretpostavkom stabilnog rada fotonaponskog sistema. Za efikasnost proizvodnje energije fotonaponskog sistema, optimalni omjer kapaciteta bi trebao biti veći od 1:1. Racionalno projektovanje omjera kapaciteta ne samo da može maksimizirati proizvodnju energije, već se i prilagoditi različitim uvjetima osvjetljenja i nositi se s nekim gubicima u sistemu.
02
Glavni faktori koji utiču na odnos zapremine
Dizajn razumnog omjera kapaciteta prema distribuciji treba sveobuhvatno razmotriti na osnovu situacije konkretnog projekta. Faktori koji utiču na omjer kapaciteta prema distribuciji uključuju slabljenje komponente, gubitak sistema, ozračivanje, nagib instalacije komponente, itd. Specifična analiza je sljedeća.
1. Komponentno slabljenje
Pod uslovom normalnog starenja i slabljenja, trenutno slabljenje modula u prvoj godini iznosi oko 1%, a slabljenje modula nakon druge godine će se linearno mijenjati. Stopa propadanja u 30 godina je oko 13%, što znači da godišnji kapacitet proizvodnje energije modula opada, nazivna izlazna snaga se ne može kontinuirano održavati. Stoga, dizajn omjera fotonaponskog kapaciteta mora uzeti u obzir slabljenje komponenti tokom cijelog životnog ciklusa elektrane kako bi se maksimizirala usklađenost proizvodnje energije komponenti i poboljšala efikasnost sistema.
2. Gubitak sistema
U fotonaponskom sistemu postoje različiti gubici između fotonaponskih modula i izlaza pretvarača, uključujući gubitak serijskih i paralelnih komponenti i zaštitnu prašinu, gubitak istosmjernog kabla, gubitak fotonaponskog pretvarača, itd. Gubici u svakoj vezi će utjecati na pretvarač fotonaponsku elektranu. stvarnu izlaznu snagu pretvarača.
U projektnim aplikacijama, PVsyst se može koristiti za simulaciju stvarne konfiguracije i gubitka senčenja projekta; općenito, gubitak na strani DC fotonaponskog sistema je oko 7-12%, gubitak pretvarača je oko 1-2%, a ukupni gubitak je oko 8-13%; Zbog toga postoji odstupanje gubitaka između instaliranog kapaciteta fotonaponskih modula i stvarnih podataka o proizvodnji električne energije. Ako se fotonaponski pretvarač odabere na osnovu instalacionog kapaciteta 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 pri punom opterećenju smanjuje iskorištenost pretvarača i sistema.
3. Različita područja imaju različitu ozračenost
Modul može postići nazivnu izlaznu snagu samo u STC radnim uslovima (STC radni uslovi: intenzitet svetlosti 1000W/m², temperatura baterije 25 stepeni, kvalitet vazduha 1,5). Ako radni uslovi ne zadovoljavaju STC uslove, izlazna snaga fotonaponskog modula mora biti manja od njegove nazivne snage, a vremenska distribucija svetlosnih resursa u toku dana ne može u potpunosti da zadovolji STC uslove, uglavnom zbog velikih razlika u ozračenosti , temperatura i sl. ujutro, sredinom i uveče; u isto vrijeme, različita zračenja i okruženja u različitim regijama imaju različite utjecaje na proizvodnju energije fotonaponskih modula. , tako da je u ranoj fazi projekta potrebno razumjeti podatke o lokalnim svjetlosnim resursima prema konkretnom području i izvršiti proračune podataka.
Stoga, čak i na istom području resursa, postoje velike razlike u ozračenosti tokom cijele godine. To znači da je ista konfiguracija sistema, odnosno kapacitet proizvodnje električne energije različit pod istim omjerom kapaciteta. Da bi se postigla ista proizvodnja energije, to se može postići promjenom omjera kapaciteta.
4. Ugao nagiba ugradnje komponente
Postojaće različiti tipovi krovova u istom projektu fotonaponskih elektrana na strani korisnika, a različiti tipovi krovova će uključivati različite uglove nagiba konstrukcije komponenti, a zračenje koje primaju odgovarajuće komponente će takođe biti različito; na primjer, u industrijskom i komercijalnom projektu u Zhejiangu postoje krovovi od čeličnih crepa u boji i betonski krovovi, a projektirani uglovi nagiba su 3 stepena, odnosno 18 stepeni. Različiti uglovi nagiba se simuliraju kroz PV, a podaci o zračenju nagnute površine prikazani su na slici ispod; možete vidjeti zračenje koje primaju komponente postavljene pod različitim uglovima. Stepen je drugačiji. Na primjer, ako su distribuirani krovovi uglavnom popločani, izlazna energija komponenti istog kapaciteta bit će niža od onih s određenim nagibom.
03
Ideje za dizajn omjera kapaciteta
Na osnovu gornje analize, dizajn omjera kapaciteta je uglavnom za poboljšanje ukupne efikasnosti elektrane prilagođavanjem DC bočnog pristupnog kapaciteta pretvarača; trenutne metode konfiguracije omjera kapaciteta se uglavnom dijele na kompenzacijsko prekomjerno obezbjeđivanje i aktivno prekomjerno obezbjeđivanje.
1. Naknada za prekomjernu dodjelu
Kompenzacija prekomjernog usklađivanja znači podešavanje omjera kapaciteta prema usklađenosti tako da inverter može postići puno opterećenje kada je osvjetljenje najbolje. Ova metoda uzima u obzir samo dio gubitaka koji postoje u fotonaponskom sistemu. Povećanjem kapaciteta komponenti (kao što je prikazano na donjoj slici), gubici sistema tokom prijenosa energije mogu se kompenzirati, tako da inverter može postići puno opterećenje tijekom stvarne upotrebe. efekat bez vršnog gubitka pri klipingu.
2. Aktivna prekomjerna alokacija
Aktivno prekomjerno obezbjeđenje je nastavak povećanja kapaciteta fotonaponskih modula na osnovu kompenzacije prekomjernog napajanja (kao što je prikazano na donjoj slici). Ova metoda ne samo da uzima u obzir gubitke sistema, već i sveobuhvatno razmatra faktore kao što su troškovi ulaganja i koristi. Cilj je aktivno produžiti vrijeme rada pretvarača pri punom opterećenju kako bi se pronašao balans između povećanih troškova ulaganja u komponente i prihoda od proizvodnje električne energije u sistemu, kako bi se minimizirala prosječna cijena električne energije sistema (LCOE). Čak i kada je osvjetljenje slabo, pretvarač i dalje radi pri punom opterećenju, čime se produžava vrijeme rada pri punom opterećenju; međutim, stvarna krivulja proizvodnje električne energije u sistemu će imati fenomen "pikova klipinga", kao što je prikazano na slici, i biće na granici tokom nekih vremenskih perioda. Pošaljite radni status. Međutim, pod odgovarajućim omjerom kapaciteta, ukupni LCOE sistema je najniži, odnosno povećava se prihod.
Odnos između kompenziranog prekomjernog podudaranja, aktivnog prekomjernog podudaranja i LCOE prikazan je na donjoj slici. LCOE nastavlja da opada kako se povećava omjer usklađenosti kapaciteta. U tački preklapanja kompenzacije, LCOE sistema ne dostiže najnižu vrijednost. Ako se omjer usklađivanja kapaciteta dodatno poveća na aktivnu tačku preklapanja, LCOE LCOE sistema dostiže minimum. Ako se omjer kapaciteta nastavi povećavati, LCOE će se povećati. Stoga je aktivna tačka prekomjerne distribucije optimalna vrijednost omjera kapaciteta sistema.
Za inverter, kako zadovoljiti najniži LCOE sistema zahtijeva dovoljnu sposobnost preopskrbe DC strane. Za različite regije, posebno one sa lošim uslovima zračenja, potrebna su veća aktivna prekomjerna rješenja za postizanje proširene inverzije. Nazivno izlazno vrijeme pretvarača može se maksimizirati kako bi se smanjio LCOE sistema; na primjer, Growatt fotonaponski pretvarači podržavaju 1,5 puta prekomjerno obezbjeđivanje na DC strani, što može zadovoljiti kompatibilnost aktivnog prekomjernog napajanja u većini područja.
04
zaključak i sugestija
Ukratko, i sheme kompenziranog prekomjernog obezbjeđenja i aktivne šeme prekomjernog obezbjeđenja su efikasna sredstva za poboljšanje efikasnosti fotonaponskih sistema, ali svaka ima svoj naglasak. Kompenzatorno prekomjerno obezbjeđivanje uglavnom se fokusira na kompenzaciju gubitaka u sistemu, dok se aktivno prekomjerno obezbjeđivanje više fokusira na pronalaženje ravnoteže između povećanja investicija i poboljšanja prihoda; stoga, u stvarnim projektima, preporučuje se sveobuhvatan odabir odgovarajućeg plana konfiguracije omjera kapaciteta na osnovu potreba projekta.