Kun uusiutuvan energian globaali kysyntä kasvaa edelleen, aurinkosähkön tuotantotekniikka on kehittynyt nopeasti. Aurinkosähköisen sähköntuotantoteknologian kantajana aurinkosähkövoimalan suunnittelun rationaalisuus vaikuttaa suoraan voimalaitoksen sähköntuotannon tehokkuuteen, toiminnan vakauteen ja taloudellisiin hyötyihin. Niiden joukossa kapasiteettisuhde on keskeinen parametri aurinkosähkövoimaloiden suunnittelussa ja sillä on merkittävä vaikutus voimalaitoksen yleiseen suorituskykyyn.
01
Yleiskatsaus aurinkosähkövoimalan kapasiteettisuhteeseen
Aurinkosähkövoimalaitoksen kapasiteettisuhde tarkoittaa aurinkosähkömoduulien asennetun kapasiteetin suhdetta invertterilaitteiden kapasiteettiin. Aurinkosähköisen sähköntuotannon epävakauden ja ympäristön suuren vaikutuksen vuoksi aurinkosähkövoimaloiden kapasiteettisuhde, joka on yksinkertaisesti konfiguroitu aurinkosähkömoduulien asennetun kapasiteetin mukaan suhteessa 1:1, aiheuttaa aurinkosähköinvertterikapasiteetin hukkaa. Siksi on tarpeen lisätä aurinkosähköjärjestelmän kapasiteettia aurinkosähköjärjestelmän vakaan toiminnan edellytyksenä. Aurinkosähköjärjestelmän tehokkuuden kannalta optimaalisen kapasiteettisuhteen suunnittelun tulisi olla suurempi kuin 1:1. Kapasiteettisuhteen järkevä suunnittelu ei voi vain maksimoida tehontuotantoa, vaan myös mukautua erilaisiin valaistusolosuhteisiin ja selviytyä joistakin järjestelmän häviöistä.
02
Tärkeimmät tilavuussuhteen vaikuttavat tekijät
Kohtuullinen kapasiteetti-jakelusuhteen suunnittelu on pohdittava kokonaisvaltaisesti kunkin hankkeen tilanteen perusteella. Kapasiteetti-jakelusuhteeseen vaikuttavia tekijöitä ovat komponenttien vaimennus, järjestelmän häviö, säteilyvoimakkuus, komponenttien asennuksen kaltevuus jne. Tarkka analyysi on seuraava.
1. Komponenttien vaimennus
Normaalin ikääntymisen ja vaimennuksen olosuhteissa moduulien nykyinen vaimennus ensimmäisenä vuonna on noin 1 % ja moduulien vaimennus toisen vuoden jälkeen muuttuu lineaarisesti. Vaimenemisnopeus 30 vuodessa on noin 13 %, mikä tarkoittaa, että moduulin vuotuinen sähköntuotantokapasiteetti on laskussa, nimellistehoa ei voida ylläpitää jatkuvasti. Siksi aurinkosähkön kapasiteettisuhteen suunnittelussa on otettava huomioon komponenttien vaimennus voimalaitoksen koko elinkaaren aikana komponenttien sähköntuotannon yhteensopivuuden maksimoimiseksi ja järjestelmän tehokkuuden parantamiseksi.
2. Järjestelmän menetys
Aurinkosähköjärjestelmässä aurinkosähkömoduulien ja invertterin lähdön välillä on erilaisia häviöitä, mukaan lukien sarja- ja rinnakkaiskomponenttien ja suojapölyn häviö, tasavirtakaapelin häviö, aurinkosähköinvertterin häviö jne. Jokaisen linkin häviöt vaikuttavat taajuusmuuttajaan. aurinkosähkövoimala. muuntimen todellinen lähtöteho.
Projektisovelluksissa PVsystiä voidaan käyttää simuloimaan projektin todellista konfiguraatiota ja varjostuksen menetystä; yleensä aurinkosähköjärjestelmän DC-puolen häviö on noin 7-12%, invertterin häviö on noin 1-2% ja kokonaishäviö on noin 8-13%; Siksi aurinkosähkömoduulien asennetun kapasiteetin ja todellisten sähköntuotantotietojen välillä on häviöpoikkeama. Jos aurinkosähköinen invertteri valitaan moduulin asennuskapasiteetin ja kapasiteettisuhteen 1:1 perusteella, invertterin todellinen maksimiteho on vain noin 90 % invertterin nimelliskapasiteetista. Vaikka valaistus on parhaimmillaan, invertteri ei toimi täydellä kuormalla vähentää invertterin ja järjestelmän käyttöä.
3. Eri alueilla on erilainen säteilyvoimakkuus
Moduuli voi saavuttaa nimellistehon vain STC-työolosuhteissa (STC-työolosuhteet: valon voimakkuus 1000 W/m², akun lämpötila 25 astetta, ilmanlaatu 1,5). Jos työolosuhteet eivät täytä STC-ehtoja, aurinkosähkömoduulin lähtötehon on oltava pienempi kuin sen nimellisteho, ja valoresurssien aikajakauma vuorokaudessa ei voi kaikki täyttää STC-ehtoja, pääasiassa suurten säteilyerojen vuoksi. , lämpötila jne. aamulla, keskellä ja illalla; samaan aikaan eri säteilyvoimakkuuksilla ja ympäristöillä eri alueilla on erilaisia vaikutuksia aurinkosähkömoduulien sähköntuotantoon. , joten projektin alkuvaiheessa on tarpeen ymmärtää paikalliset valaistusresurssit tietyn alueen mukaan ja tehdä tietolaskelmia.
Siksi jopa samalla luonnonvara-alueella on suuria eroja säteilytyksessä ympäri vuoden. Tämä tarkoittaa, että sama järjestelmäkokoonpano eli sähköntuotantokapasiteetti on erilainen samalla kapasiteettisuhteella. Saman sähköntuotannon saavuttamiseksi se voidaan saavuttaa muuttamalla kapasiteettisuhdetta.
4. Komponenttien asennuksen kaltevuuskulma
Samassa käyttäjäpuolen aurinkosähkövoimaloiden projektissa tulee olemaan erilaisia kattotyyppejä, ja eri kattotyypeissä on eri komponenttien suunnittelun kaltevuuskulmat, ja myös vastaavien komponenttien vastaanottama säteilyvoimakkuus on erilainen; esimerkiksi teollisessa ja kaupallisessa hankkeessa Zhejiangissa. Siellä on värillisiä terästiilikattoja ja betonikattoja, ja suunnitellut kaltevuuskulmat ovat 3 astetta ja 18 astetta. PV:n avulla simuloidaan erilaisia kaltevuuskulmia ja kaltevan pinnan säteilytystiedot on esitetty alla olevassa kuvassa; näet eri kulmiin asennettujen komponenttien vastaanottaman säteilyn. Tutkinto on erilainen. Esimerkiksi, jos hajakatot ovat pääosin tiilikatot, saman kapasiteetin komponenttien lähtöenergia on pienempi kuin tietyn kaltevuuden omaavien komponenttien.
03
Kapasiteettisuhteen suunnitteluideoita
Edellä olevan analyysin perusteella kapasiteettisuhteen suunnittelun tarkoituksena on pääasiassa parantaa voimalaitoksen yleishyötysuhdetta säätämällä invertterin DC-puolen pääsykapasiteettia; Kapasiteettisuhteen nykyiset konfigurointimenetelmät jakautuvat pääosin kompensaatioyli- ja aktiiviseen yliprovisointiin.
1. Korvaus ylimääräisestä määrästä
Ylisovituksen kompensointi tarkoittaa kapasiteetti-sovitussuhteen säätämistä niin, että invertteri voi saavuttaa täyden kuormituksen silloin, kun valaistus on paras. Tämä menetelmä ottaa huomioon vain osan aurinkosähköjärjestelmän häviöistä. Komponenttien kapasiteettia lisäämällä (kuten alla olevasta kuvasta) voidaan kompensoida järjestelmän häviöitä energiansiirron aikana, jotta invertteri voi saavuttaa täyden kuormituksen todellisen käytön aikana. vaikutus ilman huippuleikkaushäviötä.
2. Aktiivinen yliallokointi
Aktiivisella ylivaroituksella jatketaan aurinkosähkömoduulien kapasiteetin lisäämistä ylivarauksen kompensoinnin perusteella (kuten alla olevasta kuvasta näkyy). Tämä menetelmä ei vain ota huomioon järjestelmähäviöitä, vaan myös kokonaisvaltaisesti huomioi tekijät, kuten investointikustannukset ja hyödyt. Tavoitteena on aktiivisesti pidentää vaihtosuuntaajan täyden kuormituksen käyttöaikaa, jotta löydettäisiin tasapaino kohonneiden komponenttiinvestointikustannusten ja järjestelmän sähköntuotannon tuottojen välillä siten, että järjestelmän sähkön keskitasokustannus (LCOE) minimoidaan. Vaikka valaistus on huono, invertteri toimii edelleen täydellä kuormalla, mikä pidentää täyden kuormituksen käyttöaikaa; järjestelmän todellisessa sähköntuotantokäyrässä on kuitenkin "huippuleikkaus" -ilmiö, kuten kuvassa näkyy, ja se on rajalla joinakin ajanjaksoina. Lähetä työtila. Asianmukaisella kapasiteettisuhteella järjestelmän kokonais-LCOE on kuitenkin alhaisin, eli tulot kasvavat.
Kompensoidun ylisovituksen, aktiivisen ylisovituksen ja LCOE:n välinen suhde on esitetty alla olevassa kuvassa. LCOE laskee edelleen kapasiteetin vastaavuussuhteen kasvaessa. Kompensoinnin ylisovituspisteessä järjestelmän LCOE ei saavuta alinta arvoa. Jos kapasiteetin sovitussuhdetta nostetaan edelleen aktiiviseen ylisovituspisteeseen, järjestelmän LCOE LCOE saavuttaa minimin. Jos kapasiteettisuhdetta nostetaan edelleen, LCOE kasvaa. Siksi aktiivinen ylijakopiste on järjestelmän optimaalinen kapasiteettisuhteen arvo.
Taajuusmuuttajalta järjestelmän alhaisimman LCOE:n saavuttaminen edellyttää riittävää DC-puolen yliprovisointikykyä. Eri alueilla, erityisesti niillä, joilla on huonot säteilyolosuhteet, tarvitaan korkeampia aktiivisia ylivarmistusratkaisuja pidennetyn inversion saavuttamiseksi. Invertterin nimellislähtöaika voidaan maksimoida järjestelmän LCOE:n pienentämiseksi; esimerkiksi Growattin aurinkosähköinvertterit tukevat 1,5-kertaista ylitarjontaa tasavirtapuolella, mikä voi täyttää aktiivisen ylivarauksen yhteensopivuuden useimmilla alueilla.
04
johtopäätös ja ehdotus
Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä kompensoitu yliprovisointi että aktiiviset ylivaraukset ovat tehokkaita keinoja parantaa aurinkosähköjärjestelmien tehokkuutta, mutta jokaisella on oma painotuksensa. Kompensoiva ylivaraus keskittyy pääasiassa järjestelmän menetysten kompensointiin, kun taas aktiivinen ylivaraus keskittyy enemmän tasapainon löytämiseen investointien lisäämisen ja tulojen parantamisen välillä. siksi varsinaisissa projekteissa on suositeltavaa valita kokonaisvaltaisesti sopiva kapasiteetin provisiointisuhteen konfiguraatiosuunnitelma projektin tarpeiden perusteella.