Ahogy a megújuló energia iránti globális kereslet folyamatosan növekszik, a fotovoltaikus energiatermelési technológia gyorsan fejlődött. A fotovoltaikus energiatermelési technológia központi hordozójaként a fotovoltaikus erőmű tervezési racionalitása közvetlenül befolyásolja az erőmű energiatermelési hatékonyságát, működési stabilitását és gazdasági előnyeit. Ezek közül a kapacitásarány kulcsfontosságú paraméter a fotovoltaikus erőművek tervezésében, és jelentős hatással van az erőmű általános teljesítményére.
01
A fotovoltaikus erőművek teljesítményarányának áttekintése
A fotovoltaikus erőművek teljesítményaránya a fotovoltaikus modulok beépített kapacitásának és az inverteres berendezés kapacitásának arányát jelenti. A fotovoltaikus energiatermelés instabilitása és a nagy környezeti hatások miatt a fotovoltaikus erőművek teljesítményaránya egyszerűen a fotovoltaikus modulok beépített kapacitásának 1:1 arányában konfigurálva a fotovoltaikus inverter kapacitásának pazarlását okozza. Ezért szükséges a fotovoltaikus rendszer kapacitásának növelése a fotovoltaikus rendszer stabil működésének előfeltétele mellett. A fotovoltaikus rendszer energiatermelési hatékonysága érdekében az optimális kapacitásarány tervezésének 1:1-nél nagyobbnak kell lennie. A kapacitásarány racionális tervezése nemcsak maximalizálja az energiatermelési teljesítményt, hanem alkalmazkodik a különböző fényviszonyokhoz és megbirkózik bizonyos rendszerveszteségekkel is.
02
A térfogatarány fő befolyásoló tényezői
Az ésszerű kapacitás/elosztás arány tervezését átfogóan kell mérlegelni az adott projekt helyzete alapján. A kapacitás/elosztás arányt befolyásoló tényezők közé tartozik az alkatrészek csillapítása, a rendszer vesztesége, a besugárzás, az alkatrész beépítési dőlése stb. A konkrét elemzés a következő.
1. Alkatrész csillapítás
Normál öregedés és csillapítás mellett a modulok jelenlegi csillapítása az első évben körülbelül 1%, a második év után a modulok csillapítása lineárisan változik. A csökkenés mértéke 30 év alatt kb. 13%, ami azt jelenti, hogy a modul éves energiatermelő kapacitása csökken, a névleges teljesítmény nem tartható folyamatosan. Ezért a fotovoltaikus kapacitásarány tervezésénél figyelembe kell venni az alkatrész csillapítását az erőmű teljes életciklusa során, hogy maximalizálja az alkatrészek energiatermelésének összehangolását és javítsa a rendszer hatékonyságát.
2. Rendszervesztés
A fotovoltaikus rendszerben különféle veszteségek lépnek fel a fotovoltaikus modulok és az inverter kimenete között, beleértve a soros és párhuzamos alkatrészek elvesztését és az árnyékoló por elvesztését, az egyenáramú kábel veszteségét, a fotovoltaikus inverter veszteségét stb. Az egyes kapcsolatokban előforduló veszteségek hatással lesznek az inverterre. a fotovoltaikus erőmű. az átalakító tényleges kimeneti teljesítménye.
Projektalkalmazásokban a PVsyst használható a projekt tényleges konfigurációjának és árnyékolási veszteségének szimulálására; általában a fotovoltaikus rendszer egyenáramú oldali vesztesége körülbelül 7-12%, az inverter vesztesége körülbelül 1-2%, a teljes veszteség pedig körülbelül 8-13%; Ezért veszteségi eltérés van a fotovoltaikus modulok beépített kapacitása és a tényleges áramtermelési adatok között. Ha a fotovoltaikus invertert a modul beépítési kapacitása és az 1:1 kapacitásarány alapján választják ki, akkor az inverter tényleges maximális kimeneti teljesítménye az inverter névleges teljesítményének csak körülbelül 90%-a. Még akkor is, ha a világítás a legjobb, az inverter nem működik teljes terhelésen, ami csökkenti az inverter és a rendszer kihasználtságát.
3. A különböző területek eltérő besugárzással rendelkeznek
A modul csak STC munkakörülmények között tudja elérni a névleges teljesítményt (STC működési feltételek: fényerősség 1000 W/m², akkumulátor hőmérséklet 25 fok, levegő minősége 1,5). Ha a munkakörülmények nem felelnek meg az STC feltételeknek, a fotovoltaikus modul kimenő teljesítményének kisebbnek kell lennie a névleges teljesítményénél, és a fényerőforrások egy napon belüli időeloszlása nem felel meg az STC feltételeknek, elsősorban a nagy besugárzási különbségek miatt. , hőmérséklet stb. reggel, középen és este; ugyanakkor a különböző régiók eltérő besugárzási intenzitása és környezete eltérő hatással van a fotovoltaikus modulok energiatermelésére. , ezért a projekt korai szakaszában meg kell érteni a helyi világítási erőforrás adatokat az adott terület szerint, és adatszámításokat kell végezni.
Ezért még ugyanazon az erőforrás-területen is nagy különbségek vannak a besugárzásban az év során. Ez azt jelenti, hogy ugyanaz a rendszerkonfiguráció, vagyis az energiatermelési kapacitás ugyanazon teljesítményarány mellett eltérő. Az azonos energiatermelés elérése érdekében a teljesítményarány változtatásával érhető el.
4. Alkatrész beépítési dőlésszöge
A felhasználó oldali fotovoltaikus erőművek ugyanabban a projektjében különböző tetőtípusok lesznek, és a különböző tetőtípusok különböző alkatrész-tervezési dőlésszögeket tartalmaznak, és a megfelelő alkatrészek által kapott besugárzás is eltérő lesz; például egy ipari és kereskedelmi projektben Zhejiangban. Vannak színes acél cseréptetők és betontetők, és a tervezett dőlésszög 3 fok, illetve 18 fok. A PV segítségével különböző dőlésszögeket szimulálunk, és a ferde felület besugárzási adatait az alábbi ábra mutatja; láthatja a különböző szögekben telepített alkatrészek által kapott besugárzást. Más a fokozat. Például, ha az elosztott tetők túlnyomórészt cserepesek, akkor az azonos kapacitású alkatrészek kimenő energiája alacsonyabb lesz, mint a bizonyos dőlésszögűeké.
03
Kapacitásarány tervezési ötletek
A fenti elemzés alapján a kapacitásarány tervezése főként az erőmű általános hatékonyságának javítását szolgálja az inverter egyenáramú oldali hozzáférési kapacitásának beállításával; A kapacitáshányad jelenlegi konfigurációs módszerei főleg kompenzációs túlellátásra és aktív túlellátásra oszlanak.
1. Túlallokáció kompenzációja
A túlzott illesztés kompenzálása azt jelenti, hogy a kapacitás-illesztés arányt úgy kell beállítani, hogy az inverter a legjobb megvilágítás mellett érje el a teljes terhelési teljesítményt. Ez a módszer a fotovoltaikus rendszer veszteségeinek csak egy részét veszi figyelembe. A komponensek kapacitásának növelésével (az alábbi ábrán látható módon) az energiaátvitel során keletkező rendszerveszteségek kompenzálhatók, így az inverter a tényleges használat során teljes terhelési teljesítményt érhet el. hatás csúcskivágási veszteség nélkül.
2. Aktív túlallokáció
Az aktív túlellátás célja a fotovoltaikus modulok kapacitásának további növelése a túlzott ellátás kompenzálása alapján (az alábbi ábra szerint). Ez a módszer nemcsak a rendszer veszteségeit veszi figyelembe, hanem átfogóan figyelembe veszi az olyan tényezőket is, mint a beruházási költségek és hasznok. A cél az inverter teljes terhelésű üzemidejének aktív meghosszabbítása, hogy megtaláljuk az egyensúlyt a megnövekedett alkatrész-beruházási költség és a rendszer áramtermelési bevétele között, minimalizálva a rendszer átlagos szintű villamosenergia-költségét (LCOE). Az inverter még gyenge világítás esetén is teljes terhelésen működik, ezáltal meghosszabbítja a teljes terhelésű üzemidőt; a rendszer tényleges energiatermelési görbéjén azonban az ábrán látható "csúcskivágás" jelensége lesz, és bizonyos időszakokban a határértéken lesz. Munkaállapot küldése. Megfelelő kapacitásarány mellett azonban a rendszer teljes LCOE-ja a legalacsonyabb, vagyis nő a bevétel.
A kompenzált túlillesztés, az aktív túlillesztés és az LCOE közötti kapcsolatot az alábbi ábra mutatja. Az LCOE tovább csökken, ahogy a kapacitás-illesztési arány növekszik. A kompenzáció túlillesztési pontján a rendszer LCOE nem éri el a legalacsonyabb értéket. Ha a kapacitás-illesztési arányt tovább növeljük az aktív túlillesztési pontig, a rendszer LCOE LCOE eléri a minimumot. Ha a kapacitásarányt tovább növelik, az LCOE nő. Ezért az aktív túlelosztási pont a rendszer optimális kapacitásarány értéke.
Az inverter esetében a rendszer legalacsonyabb LCOE-értékének eléréséhez elegendő egyenáram-oldali túlépítési képességre van szükség. Különböző régiókban, különösen azokban, ahol rossz besugárzási viszonyok vannak, magasabb aktív túlzott készletezési megoldásokra van szükség a meghosszabbított inverzió eléréséhez. Az inverter névleges kimeneti ideje maximalizálható a rendszer LCOE csökkentése érdekében; például a Growatt fotovoltaikus inverterek 1,5-szeres túlellátást támogatnak az egyenáramú oldalon, ami a legtöbb területen megfelel az aktív túlellátás kompatibilitásának.
04
következtetés és javaslat
Összefoglalva, mind a kompenzált túlellátás, mind az aktív túlellátás hatékony eszköz a fotovoltaikus rendszerek hatékonyságának javítására, de mindegyiknek megvan a maga hangsúlya. A kompenzációs túltartalékolás főként a rendszerveszteségek kompenzálására irányul, míg az aktív túltartalékolás inkább a beruházások növelése és a bevételek javítása közötti egyensúly megtalálására irányul; ezért a tényleges projekteknél ajánlatos a projektigények alapján átfogóan kiválasztani a megfelelő kapacitás-kihelyezési arány konfigurációs tervet.