Wraz ze wzrostem globalnego zapotrzebowania na energię odnawialną, technologia wytwarzania energii fotowoltaicznej szybko się rozwija. Jako główny nośnik technologii wytwarzania energii fotowoltaicznej, racjonalność projektowania elektrowni fotowoltaicznej bezpośrednio wpływa na wydajność wytwarzania energii, stabilność operacyjną i korzyści ekonomiczne elektrowni. Wśród nich współczynnik mocy jest kluczowym parametrem przy projektowaniu elektrowni fotowoltaicznych i ma istotny wpływ na ogólną wydajność elektrowni.
01
Przegląd współczynnika mocy elektrowni fotowoltaicznych
Wskaźnik mocy elektrowni fotowoltaicznej odnosi się do stosunku mocy zainstalowanej modułów fotowoltaicznych do mocy urządzeń inwerterowych. Ze względu na niestabilność wytwarzania energii fotowoltaicznej i duży wpływ na środowisko, stosunek mocy elektrowni fotowoltaicznych po prostu skonfigurowany zgodnie z mocą zainstalowaną modułów fotowoltaicznych na poziomie 1:1 spowoduje marnotrawstwo mocy falownika fotowoltaicznego. Dlatego też konieczne jest zwiększanie mocy systemu fotowoltaicznego przy założeniu stabilnej pracy systemu fotowoltaicznego. Aby zapewnić efektywność wytwarzania energii przez system fotowoltaiczny, optymalny projekt współczynnika mocy powinien być większy niż 1:1. Racjonalne zaprojektowanie współczynnika wydajności może nie tylko zmaksymalizować moc wyjściową wytwarzania energii, ale także dostosować się do różnych warunków oświetleniowych i poradzić sobie z niektórymi stratami w systemie.
02
Główne czynniki wpływające na stosunek objętościowy
Należy kompleksowo rozważyć projekt rozsądnego stosunku wydajności do dystrybucji w oparciu o sytuację konkretnego projektu. Czynniki wpływające na stosunek wydajności do dystrybucji obejmują tłumienie komponentów, straty w systemie, natężenie promieniowania, nachylenie instalacji komponentów itp. Szczegółowa analiza jest następująca.
1. Tłumienie komponentów
W warunkach normalnego starzenia i tłumienia obecne tłumienie modułów w pierwszym roku wynosi około 1%, a tłumienie modułów po drugim roku zmieni się liniowo. Tempo zaniku w ciągu 30 lat wynosi około 13%, co oznacza, że roczna zdolność wytwarzania energii przez moduł maleje, a moc znamionowa nie może być utrzymana w sposób ciągły. Dlatego projekt współczynnika mocy fotowoltaicznej musi uwzględniać tłumienie komponentów w całym cyklu życia elektrowni, aby zmaksymalizować dopasowanie wytwarzania energii przez komponenty i poprawić wydajność systemu.
2. Utrata systemu
W systemie fotowoltaicznym występują różne straty pomiędzy modułami fotowoltaicznymi a mocą wyjściową falownika, w tym utrata elementów szeregowych i równoległych oraz pyłu ekranującego, utrata kabla DC, utrata falownika fotowoltaicznego itp. Straty w każdym łączu będą miały wpływ na falownik elektrownię fotowoltaiczną. rzeczywista moc wyjściowa przetwornicy.
W zastosowaniach projektowych PVsyst można wykorzystać do symulacji rzeczywistej konfiguracji i utraty cieniowania projektu; ogólnie rzecz biorąc, straty po stronie prądu stałego w systemie fotowoltaicznym wynoszą około 7-12%, straty w falowniku około 1-2%, a straty całkowite wynoszą około 8-13%; W związku z tym istnieje rozbieżność strat pomiędzy mocą zainstalowaną modułów fotowoltaicznych a rzeczywistymi danymi dotyczącymi wytwarzania energii. Jeżeli falownik fotowoltaiczny zostanie wybrany na podstawie mocy instalacji modułu i stosunku wydajności 1:1, rzeczywista maksymalna moc wyjściowa falownika wynosi tylko około 90% mocy znamionowej falownika. Nawet przy najlepszym oświetleniu falownik nie będzie działał przy pełnym obciążeniu, co zmniejsza wykorzystanie falownika i systemu.
3. Różne obszary mają różne natężenia promieniowania
Moduł może osiągnąć znamionową moc wyjściową tylko w warunkach pracy STC (warunki pracy STC: natężenie światła 1000 W/m², temperatura akumulatora 25 stopni, jakość powietrza 1,5). Jeżeli warunki pracy nie spełniają warunków STC, moc wyjściowa modułu fotowoltaicznego musi być mniejsza niż jego moc znamionowa, a rozkład czasowy zasobów świetlnych w ciągu dnia nie może spełniać wszystkich warunków STC, głównie ze względu na duże różnice w natężeniu promieniowania , temperatura itp. rano, w środku i wieczorem; jednocześnie różne natężenie promieniowania i środowiska w różnych regionach mają różny wpływ na wytwarzanie energii przez moduły fotowoltaiczne. , dlatego na wczesnym etapie projektu konieczne jest zrozumienie danych o lokalnych zasobach oświetleniowych w zależności od konkretnego obszaru i przeprowadzenie obliczeń danych.
Dlatego nawet na tym samym obszarze zasobów występują duże różnice w napromieniowaniu w ciągu roku. Oznacza to, że ta sama konfiguracja systemu, czyli moc wytwarzania energii jest różna przy tym samym współczynniku mocy. Aby osiągnąć tę samą produkcję energii, można to osiągnąć poprzez zmianę współczynnika mocy.
4. Kąt nachylenia montażu komponentu
W tym samym projekcie elektrowni fotowoltaicznych po stronie użytkownika będą różne typy dachów, a różne typy dachów będą wymagały różnych projektowych kątów nachylenia komponentów, a natężenie promieniowania odbieranego przez odpowiednie komponenty również będzie inne; na przykład w projekcie przemysłowym i komercyjnym w Zhejiang. Istnieją kolorowe dachy z dachówek stalowych i dachy betonowe, a projektowe kąty nachylenia wynoszą odpowiednio 3 stopnie i 18 stopni. Symuluje się różne kąty nachylenia za pomocą PV, a dane dotyczące napromieniowania nachylonej powierzchni pokazano na poniższym rysunku; widać napromieniowanie otrzymywane przez komponenty zainstalowane pod różnymi kątami. Stopień jest inny. Na przykład, jeśli dachy rozproszone są w większości pokryte dachówką, energia wyjściowa elementów o tej samej wydajności będzie niższa niż elementów o określonym nachyleniu.
03
Pomysły na projekt współczynnika wydajności
W oparciu o powyższą analizę projekt współczynnika mocy ma głównie na celu poprawę ogólnej wydajności elektrowni poprzez regulację wydajności falownika w zakresie dostępu prądu stałego; Obecne metody konfiguracji współczynnika wydajności dzielą się głównie na kompensacyjne nadmierne udostępnianie i aktywne nadmierne udostępnianie.
1. Rekompensata za nadmierny przydział
Kompensacja nadmiernego dopasowania oznacza dostosowanie stosunku wydajności do dopasowania, tak aby falownik mógł osiągnąć moc wyjściową przy pełnym obciążeniu, gdy oświetlenie jest najlepsze. Metoda ta uwzględnia jedynie część strat występujących w systemie fotowoltaicznym. Zwiększając wydajność komponentów (jak pokazano na poniższym rysunku), można skompensować straty systemu podczas przesyłu energii, dzięki czemu falownik może osiągnąć moc wyjściową przy pełnym obciążeniu podczas rzeczywistego użytkowania. efekt bez szczytowej utraty obcinania.
2. Aktywna nadmierna alokacja
Aktywna nadrezerwacja ma na celu kontynuację zwiększania mocy modułów fotowoltaicznych w oparciu o kompensację nadprowizji (jak pokazano na poniższym rysunku). Metoda ta uwzględnia nie tylko straty systemowe, ale także kompleksowo uwzględnia takie czynniki, jak koszty i korzyści inwestycyjne. Celem jest aktywne wydłużenie czasu pracy falownika przy pełnym obciążeniu, aby znaleźć równowagę pomiędzy zwiększonymi kosztami inwestycji w komponenty a przychodami z wytwarzania energii w systemie, tak aby zminimalizować średni koszt energii elektrycznej (LCOE) w systemie. Nawet przy słabym oświetleniu falownik nadal pracuje przy pełnym obciążeniu, wydłużając w ten sposób czas pracy przy pełnym obciążeniu; jednakże rzeczywista krzywa wytwarzania energii przez system będzie wykazywać zjawisko „obcinania wartości szczytowych”, jak pokazano na rysunku, i przez pewne okresy czasu będzie osiągać wartość graniczną. Wyślij stan pracy. Jednak przy odpowiednim współczynniku wydajności całkowity LCOE systemu jest najniższy, co oznacza wzrost przychodów.
Zależność pomiędzy skompensowanym nadmiernym dopasowaniem, aktywnym nadmiernym dopasowaniem i LCOE pokazano na poniższym rysunku. LCOE w dalszym ciągu maleje wraz ze wzrostem współczynnika dopasowania wydajności. W punkcie przekroczenia kompensacji LCOE systemu nie osiąga najniższej wartości. Jeśli współczynnik dopasowania wydajności zostanie dodatkowo zwiększony do aktywnego punktu nadmiernego dopasowania, LCOE LCOE systemu osiągnie minimum. Jeśli wskaźnik wydajności będzie nadal zwiększany, LCOE wzrośnie. Zatem aktywny punkt naddystrybucji jest optymalną wartością współczynnika wydajności systemu.
W przypadku falownika osiągnięcie najniższego LCOE systemu wymaga wystarczającej możliwości nadmiarowego zasilania po stronie prądu stałego. W przypadku różnych regionów, szczególnie tych o słabych warunkach napromieniowania, potrzebne są bardziej aktywne rozwiązania w zakresie nadmiernej alokacji, aby osiągnąć wydłużoną inwersję. Znamionowy czas wyjściowy falownika można zmaksymalizować, aby zmniejszyć LCOE systemu; na przykład falowniki fotowoltaiczne Growatt obsługują 1,5-krotną nadprodukcję po stronie prądu stałego, co może zapewnić kompatybilność aktywnego nadmiaru zasilania w większości obszarów.
04
wniosek i sugestia
Podsumowując, zarówno systemy kompensowanej nadwyżki, jak i aktywne systemy nadprowizji są skutecznymi sposobami poprawy wydajności systemów fotowoltaicznych, ale każdy z nich ma swoje własne zalety. Kompensacyjne nadmierne rezerwy skupiają się głównie na kompensowaniu strat systemowych, podczas gdy aktywne nadmierne rezerwy skupiają się bardziej na znalezieniu równowagi pomiędzy zwiększeniem inwestycji a poprawą przychodów; dlatego w rzeczywistych projektach zaleca się kompleksowy dobór odpowiedniego planu konfiguracji współczynnika udostępnienia mocy w oparciu o potrzeby projektu.