Aurinkosähköisten maavoimalaitosten kehittämisessä ja rakentamisessa suunnittelutyötä voidaan kutsua ydintyöksi. Suunnittelu vaikuttaa koko aurinkovoimalan rakentamiseen ja liittyy suoraan hyötyihin. Viime viikolla puhuin yleispiirroksesta ja joistakin siviilirakentamisen asioista, joihin on kiinnitettävä huomiota aurinkosähkövoimaloiden rakentamisen aikana. Mihin sähköosissa sitten suunnitteluprosessissa pitäisi kiinnittää huomiota? Seuraava on lyhyt analyysi kaikille.
1. Komponenttien valinta
Kuten me kaikki tiedämme, aurinkoenergian energiatiheys on alhainen. Tämän lähtökohdan mukaan aurinkoenergian tehokas käyttö on erittäin tärkeää. Tällä hetkellä National Leader -ohjelman vaatima moduulitehokkuus on vähintään 16,5 prosenttia monikiteisillä piimoduuleilla ja vähintään 17 prosenttia monokiteisillä piimoduuleilla. Moduulien muunnostehokkuuden kannalta yksikiteiset piimoduulit ovat parempia kuin monikiteiset piimoduulit. Koska monokiteisten piikennomoduulien hinta on kuitenkin hieman korkeampi kuin monikiteisten piimoduulien, ei ole suositeltavaa valita sokeasti moduuleja pelkän hinnan perusteella moduuleja valittaessa. On tarpeen tehdä tekninen ja taloudellinen analyysi eri näkökohdista, kuten sähköntuotantolaskelmasta ja -valinnasta ja eri komponenttien projektituloista, sekä valita sopivat akkukomponentit.
2. Invertterin valinta
Tällä hetkellä invertterit jaetaan kahteen tyyppiin: merkkijonoinvertterit ja keskitetyt invertterit.
1. Kieliinvertteri
Kieliinverttereitä käytetään enimmäkseen vuoristoalueiden aurinkosähköjärjestelmissä, pienissä ja keskikokoisissa katolla olevissa aurinkosähköjärjestelmissä ja pienissä maavoimaloissa. Teho on alle 50 kW. Jousiinvertterin suunnittelussa aurinkosähkömoduulien tuottama tasavirta kytketään suoraan merkkijonoinvertteriin, muunnetaan vaihtovirtalähteeksi ja tehostetaan sitten konfluenssilla.
Kieliinvertterien tärkeimmät edut ovat:
①Moduulierot merkkijonojen ja varjojen välillä eivät vaikuta siihen, ja samalla se vähentää eroa aurinkokennomoduulien ja invertterin parhaan toimintapisteen välillä ja maksimoi sähköntuotannon;
②MPPT-jännitealue on laaja ja komponenttien kokoonpano on joustavampi;
③ Pieni koko ja joustava asennus.
Merkkijonoinvertterien tärkeimmät haitat ovat:
① Teholaitteen sähköinen välys on pieni, mikä ei sovellu korkeille alueille;
② Ulkoasennus, tuulen ja auringon altistuminen voivat helposti johtaa kotelon ja jäähdytyselementin vanhenemiseen.
③ Invertterien määrä on suuri, kokonaisvikaprosentti kasvaa ja järjestelmän valvonta on vaikeaa.
[sivunvaihto]
2. Keskitetty invertteri
Keskitettyjä inverttereitä käytetään yleensä suurissa voimalaitoksissa, joissa aurinko paistaa tasaisesti, aavikkovoimalaitoksissa ja muissa suurissa sähköntuotantojärjestelmissä. Järjestelmän kokonaisteho on suuri, yleensä yli megawattitason. Laitteen teho on 50kW ja 630kW välillä. Keskitetyn invertterin suunnittelussa aurinkosähkömoduulien tuottama tasavirta yhdistetään DC-yhdistimen laatikon avulla vaihtosuuntaajaan, muunnetaan vaihtovirtalähteeksi ja sitten tehostetaan.
Keskitettyjen invertterien tärkeimmät edut ovat:
①Projektirakenteessa käytettyjen invertterien määrä on pieni, mikä on helppo hallita;
② Invertterin suorituskyvyn suhteen harmoninen sisältö on alhainen, erilaiset suojatoiminnot ovat täydellisiä ja voimalaitoksen turvallisuus on korkea;
③ Siinä on tehokertoimen säätötoiminto ja matalajännitteinen läpikulkutoiminto, ja sähköverkossa on hyvä säätö.
Keskitettyjen invertterien tärkeimmät haitat ovat:
① Keskitetyn invertterin MPPT-jännitealue on kapea, eikä kunkin komponentin toimintaa voida valvoa, joten jokaista komponenttia ei voida saada parhaaseen työpisteeseen ja komponenttien kokoonpano on joustamaton.
②Keskitetty invertteri vie suuren alueen eikä ole joustava asennuksessa.
③ Järjestelmän ylläpito on suhteellisen monimutkaista johtuen sen omasta virrankulutuksesta sekä konehuoneen ilmanvaihdon ja lämmönpoiston tehonkulutuksesta.
Vaihtosuuntaajaa valittaessa on tarpeen valita sopiva invertteri eri tekijöiden, kuten hankkeen maaston ja korkeuden mukaan. Esimerkiksi Qinghain korkeilla aavikoilla sijaitsevien suurten maanpäällisten voimaloiden suunnittelussa valitaan usein keskitetyt invertterit; vuoriston aurinkosähkövoimaloissa asennettujen komponenttiryhmien eri kokojen ja komponenttien suhteellisen hajallaan olevan sijoittelun vuoksi voidaan valita merkkijonoinvertterit. Käytä monikanavaista MPPT:tä seurantaan tehontuotannon maksimoimiseksi.
3. Kokoojapiirin suunnittelu
Aurinkosähkövoimalan kollektoripiirin suunnittelussa alueilla, joilla on paksut maakerrokset, jotka voidaan kaivella, käytetään yleensä kaapelin suorahautausratkaisua, joka on myös taloudellisin ratkaisu; jos pinta on kivinen eikä sitä voida kaivaa esiin, kaapeli sillan asennussuunnitelmaa pitkin. Monimutkaisissa maaolosuhteissa, suurissa heilahteluissa tai aurinkosähköryhmien hajanaisessa sijoittelussa yläpuolinen asennus hyväksytään yleensä tornien muodossa. Keruulinjan suunnitteluprosessissa on tarpeen valita taloudellinen ja kohtuullinen suunnittelusuunnitelma voimalaitoshankkeen rakennuspaikan yksityiskohtaisen topografisen kartoituksen ja topografian mukaan välttäen mahdollisimman paljon rakentamisvaikeuksia.
4. Maadoitussuunnittelu
Aurinkosähkövoimalan maadoitussuunnittelussa geologisen tutkimusyksikön antaman resistanssin mukaisen maadoitusresistanssin laskemisen lisäksi tulee ottaa huomioon myös geologiset olosuhteet, kuten paikallinen maaperän korroosio. Maadoitusmateriaali, jolla on vahva korroosionkestävyys. Jos laskettu maadoitusresistanssi ei täytä eritelmän vaatimuksia, taloudelliset vastuksen vähentämistoimenpiteet tulee valita projektin olosuhteiden mukaan.