Keďže celosvetový dopyt po obnoviteľnej energii neustále rastie, technológia výroby fotovoltaickej energie sa rýchlo rozvíja. Ako hlavný nositeľ technológie výroby fotovoltaickej energie, racionalita návrhu fotovoltaickej elektrárne priamo ovplyvňuje efektívnosť výroby energie, prevádzkovú stabilitu a ekonomické výhody elektrárne. Medzi nimi je pomer kapacity kľúčovým parametrom pri navrhovaní fotovoltaických elektrární a má dôležitý vplyv na celkový výkon elektrárne.
01
Prehľad pomeru kapacity fotovoltických elektrární
Pomer kapacity fotovoltických elektrární vyjadruje pomer inštalovaného výkonu fotovoltaických modulov ku kapacite invertorového zariadenia. Vzhľadom na nestabilitu výroby fotovoltaickej energie a veľký vplyv životného prostredia spôsobí kapacitný pomer fotovoltaických elektrární jednoducho nakonfigurovaných podľa inštalovaného výkonu fotovoltických modulov na 1:1 plytvanie kapacitou fotovoltaických meničov. Preto je potrebné zvýšiť kapacitu fotovoltického systému za predpokladu stabilnej prevádzky fotovoltaického systému. Pre efektívnosť výroby energie fotovoltaického systému by mal byť optimálny pomer kapacity väčší ako 1:1. Racionálny návrh pomeru kapacity môže nielen maximalizovať výkon výroby energie, ale tiež sa prispôsobiť rôznym svetelným podmienkam a vyrovnať sa s niektorými systémovými stratami.
02
Hlavné faktory ovplyvňujúce objemový pomer
Rozumný návrh pomeru kapacity a distribúcie je potrebné komplexne zvážiť na základe situácie konkrétneho projektu. Faktory, ktoré ovplyvňujú pomer kapacity a distribúcie, zahŕňajú útlm komponentov, stratu systému, ožiarenie, sklon inštalácie komponentov atď. Špecifická analýza je nasledovná.
1. Útlm komponentov
Za podmienok normálneho starnutia a útlmu je aktuálny útlm modulov v prvom roku asi 1% a útlm modulov po druhom roku sa bude lineárne meniť. Miera poklesu za 30 rokov je asi 13%, čo znamená, že ročná kapacita výroby energie modulu klesá, menovitý výkon nie je možné udržiavať nepretržite. Preto musí návrh pomeru fotovoltaickej kapacity brať do úvahy útlm komponentov počas celého životného cyklu elektrárne, aby sa maximalizovalo zosúladenie výroby energie komponentov a zlepšila sa účinnosť systému.
2. Strata systému
Vo fotovoltaickom systéme dochádza k rôznym stratám medzi fotovoltaickými modulmi a výstupom meniča, vrátane straty sériových a paralelných komponentov a tieniaceho prachu, straty jednosmerného kábla, straty fotovoltaického meniča atď. Straty v každom článku ovplyvnia menič fotovoltická elektráreň. skutočný výstupný výkon meniča.
V projektových aplikáciách možno PVsyst použiť na simuláciu skutočnej konfigurácie a straty tieňovania projektu; vo všeobecnosti je strata na strane jednosmerného prúdu fotovoltaického systému približne 7-12 %, strata meniča je približne 1-2 % a celková strata je približne 8-13 %; Preto existuje odchýlka straty medzi inštalovaným výkonom fotovoltických modulov a skutočnými údajmi o výrobe elektriny. Ak sa zvolí fotovoltaický menič na základe inštalačnej kapacity modulu a pomeru kapacity 1:1, skutočná maximálna výstupná kapacita meniča je len asi 90 % menovitej kapacity meniča. Aj keď je osvetlenie najlepšie, menič nebude pracovať pri plnom zaťažení, čo znižuje využitie meniča a systému.
3. Rôzne oblasti majú rôznu ožiarenosť
Modul môže dosiahnuť menovitý výkon iba pri pracovných podmienkach STC (pracovné podmienky STC: intenzita svetla 1000 W/m², teplota batérie 25 stupňov, kvalita vzduchu 1,5). Ak pracovné podmienky nespĺňajú podmienky STC, výstupný výkon fotovoltaického modulu musí byť nižší ako jeho menovitý výkon a časové rozloženie svetelných zdrojov v rámci dňa nemôže spĺňať všetky podmienky STC, najmä z dôvodu veľkých rozdielov v ožiarenosti. , teplota atď. ráno, uprostred a večer; zároveň rôzne ožiarenie a prostredia v rôznych regiónoch majú rôzny vplyv na výrobu energie vo fotovoltaických moduloch. , takže v počiatočnom štádiu projektu je potrebné porozumieť údajom o miestnych zdrojoch osvetlenia podľa konkrétnej oblasti a vykonať výpočty údajov.
Preto aj v tej istej zdrojovej oblasti existujú počas roka veľké rozdiely v ožiarení. To znamená, že rovnaká konfigurácia systému, to znamená, že kapacita výroby energie je pri rovnakom pomere kapacity odlišná. Na dosiahnutie rovnakej výroby energie sa dá dosiahnuť zmenou pomeru kapacity.
4. Uhol sklonu inštalácie komponentov
V tom istom projekte užívateľských fotovoltaických elektrární budú rôzne typy striech a rôzne typy striech budú zahŕňať rôzne uhly sklonu konštrukčného riešenia komponentov a bude sa líšiť aj ožiarenie zodpovedajúcimi komponentmi; napríklad v priemyselnom a komerčnom projekte v Zhejiang existujú farebné oceľové škridlové strechy a betónové strechy a konštrukčné uhly sklonu sú 3 stupne a 18 stupňov. Pomocou PV sa simulujú rôzne uhly sklonu a údaje o žiarení nakloneného povrchu sú znázornené na obrázku nižšie; môžete vidieť ožiarenie prijímané komponentmi inštalovanými pod rôznymi uhlami. Stupeň je iný. Napríklad, ak sú rozdelené strechy väčšinou škridlové, výstupná energia komponentov s rovnakou kapacitou bude nižšia ako tých s určitým sklonom.
03
Nápady na dizajn pomeru kapacity
Na základe vyššie uvedenej analýzy je návrh pomeru kapacity zameraný hlavne na zlepšenie celkovej účinnosti elektrárne úpravou prístupovej kapacity striedača na strane DC; súčasné metódy konfigurácie kapacitného pomeru sa delia najmä na kompenzačné preprojektovanie a aktívne preprovizovanie.
1. Náhrada za nadmerné pridelenie
Kompenzácia nadmerného prispôsobenia znamená úpravu pomeru kapacity k prispôsobeniu tak, aby menič mohol dosiahnuť plný výkon zaťaženia, keď je osvetlenie najlepšie. Táto metóda berie do úvahy len časť strát existujúcich vo fotovoltaickom systéme. Zvýšením kapacity komponentov (ako je znázornené na obrázku nižšie) je možné kompenzovať systémové straty pri prenose energie, takže menič môže pri skutočnom používaní dosiahnuť plný výkon. efekt bez vrcholovej straty orezania.
2. Aktívna nadmerná alokácia
Aktívne preprovizovanie má pokračovať vo zvyšovaní kapacity fotovoltaických modulov na základe kompenzácie preprojektovania (ako je znázornené na obrázku nižšie). Táto metóda zohľadňuje nielen systémové straty, ale komplexne zvažuje aj faktory, ako sú investičné náklady a prínosy. Cieľom je aktívne predĺžiť prevádzkový čas meniča pri plnom zaťažení, aby sa našla rovnováha medzi zvýšenými investičnými nákladmi na komponenty a príjmami z výroby elektrickej energie systému, aby sa minimalizovali priemerné náklady na elektrinu (LCOE) systému. Aj pri slabom osvetlení menič stále pracuje pri plnom zaťažení, čím sa predlžuje prevádzkový čas pri plnom zaťažení; avšak skutočná krivka generovania energie systému bude mať fenomén „orezania špičky“, ako je znázornené na obrázku, a počas určitých časových období bude na hranici. Odoslať pracovný stav. Pri primeranom pomere kapacity je však celkové LCOE systému najnižšie, to znamená, že výnosy sa zvyšujú.
Vzťah medzi kompenzovanou nadmernou zhodou, aktívnou nadmernou zhodou a LCOE je znázornený na obrázku nižšie. LCOE naďalej klesá so zvyšujúcim sa pomerom kapacity. V bode prekrytia kompenzácie nedosahuje LCOE systému najnižšiu hodnotu. Ak sa pomer prispôsobenia kapacity ďalej zvýši na aktívny bod preplnenia, LCOE LCOE systému dosiahne minimum. Ak sa bude pomer kapacity naďalej zvyšovať, LCOE sa zvýši. Preto je bod aktívnej nadmernej distribúcie optimálnou hodnotou pomeru kapacity systému.
Pre invertor, ako dosiahnuť najnižšie LCOE systému, si vyžaduje dostatočnú kapacitu pre zabezpečenie DC strany. Pre rôzne oblasti, najmä tie so zlými podmienkami ožarovania, sú potrebné vyššie aktívne riešenia s nadmerným zásobovaním, aby sa dosiahla predĺžená inverzia. Menovitý výstupný čas meniča možno maximalizovať, aby sa znížilo LCOE systému; napríklad fotovoltaické invertory Growatt podporujú 1,5-násobné nadmerné zásobovanie na strane jednosmerného prúdu, čo môže spĺňať kompatibilitu aktívneho nadmerného zásobovania vo väčšine oblastí.
04
záver a návrh
Stručne povedané, schémy kompenzovaného nadmerného zásobovania aj aktívne schémy nadmerného zásobovania sú účinnými prostriedkami na zlepšenie účinnosti fotovoltických systémov, ale každý z nich má svoj vlastný dôraz. Kompenzačná nadmerná tvorba rezerv sa zameriava najmä na kompenzáciu systémových strát, zatiaľ čo aktívna nadmerná tvorba rezerv sa zameriava skôr na hľadanie rovnováhy medzi zvyšovaním investícií a zlepšovaním príjmov; preto sa v skutočných projektoch odporúča komplexne zvoliť vhodný plán konfigurácie pomeru poskytovania kapacity na základe potrieb projektu.