Στη σχεδίαση του συστήματος φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ο λόγος της εγκατεστημένης ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων προς την ονομαστική χωρητικότητα του μετατροπέα είναι αναλογία ισχύος DC/AC.
Η οποία είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος σχεδιασμού.Στο «Πρότυπο απόδοσης συστήματος φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας» που κυκλοφόρησε το 2012, η αναλογία χωρητικότητας έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με το 1:1, αλλά λόγω της επίδρασης των συνθηκών φωτός και της θερμοκρασίας, οι φωτοβολταϊκές μονάδες δεν μπορούν να φτάσουν το ονομαστική ισχύ τις περισσότερες φορές, και ο μετατροπέας βασικά Όλα λειτουργούν με λιγότερο από την πλήρη χωρητικότητα και τις περισσότερες φορές βρίσκεται στο στάδιο της σπατάλης χωρητικότητας.
Στο πρότυπο που κυκλοφόρησε στα τέλη Οκτωβρίου 2020, η αναλογία δυναμικότητας των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής απελευθερώθηκε πλήρως και η μέγιστη αναλογία εξαρτημάτων και μετατροπέων έφτασε το 1,8:1. Το νέο πρότυπο θα αυξήσει σημαντικά την εγχώρια ζήτηση για εξαρτήματα και μετατροπείς. Μπορεί να μειώσει το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας και να επιταχύνει την άφιξη της εποχής της ισοτιμίας των φωτοβολταϊκών.
Αυτή η εργασία θα λάβει ως παράδειγμα το κατανεμημένο φωτοβολταϊκό σύστημα στο Shandong και θα το αναλύσει από την προοπτική της πραγματικής ισχύος εξόδου των φωτοβολταϊκών μονάδων, του ποσοστού των απωλειών που προκαλούνται από υπερβολική παροχή και της οικονομίας.
01
Η τάση της υπερπαροχής ηλιακών συλλεκτών
—
Επί του παρόντος, ο μέσος όρος υπερπαροχής φωτοβολταϊκών σταθμών στον κόσμο κυμαίνεται μεταξύ 120% και 140%. Ο κύριος λόγος για την υπερβολική παροχή είναι ότι οι φωτοβολταϊκές μονάδες δεν μπορούν να φτάσουν την ιδανική μέγιστη ισχύ κατά τη διάρκεια της πραγματικής λειτουργίας. Οι παράγοντες που επηρεάζουν περιλαμβάνουν:
1) Ανεπαρκής ένταση ακτινοβολίας (χειμώνας)
2).Θερμοκρασία περιβάλλοντος
3) Μπλοκάρισμα βρωμιάς και σκόνης
4). Ο προσανατολισμός της ηλιακής μονάδας δεν είναι ο βέλτιστος καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας (οι βραχίονες παρακολούθησης είναι λιγότερο σημαντικός)
5) Εξασθένιση ηλιακής μονάδας: 3% το πρώτο έτος, 0,7% ανά έτος στη συνέχεια
6). Αντιστοίχιση απωλειών εντός και μεταξύ σειρών ηλιακών πλαισίων
Καμπύλες ημερήσιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με διαφορετικούς λόγους υπερτροφοδότησης
Τα τελευταία χρόνια, η αναλογία υπερπαροχής φωτοβολταϊκών συστημάτων παρουσιάζει αυξητική τάση.
Εκτός από τους λόγους απώλειας συστήματος, η περαιτέρω πτώση των τιμών των εξαρτημάτων τα τελευταία χρόνια και η βελτίωση της τεχνολογίας μετατροπέων οδήγησαν σε αύξηση του αριθμού των στοιχειοσειρών που μπορούν να συνδεθούν, καθιστώντας την υπερπαροχή όλο και πιο οικονομική. , η υπερβολική παροχή εξαρτημάτων μπορεί επίσης να μειώσει το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας, βελτιώνοντας έτσι τον εσωτερικό ρυθμό απόδοσης του έργου, έτσι ώστε να αυξηθεί η ικανότητα κατά του κινδύνου της επένδυσης του έργου.
Επιπλέον, τα φωτοβολταϊκά πλαίσια υψηλής ισχύος έχουν γίνει η κύρια τάση στην ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών σε αυτό το στάδιο, γεγονός που αυξάνει περαιτέρω την πιθανότητα υπερπρομήθειας εξαρτημάτων και την αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος οικιακών φωτοβολταϊκών.
Με βάση τους παραπάνω παράγοντες, η υπερπρομήθεια έχει γίνει η τάση του σχεδιασμού φωτοβολταϊκών έργων.
02
Παραγωγή ενέργειας και ανάλυση κόστους
—
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον οικιακό φωτοβολταϊκό σταθμό ισχύος 6 kW που επένδυσε ο ιδιοκτήτης, επιλέγονται οι μονάδες LONGi 540W, οι οποίες χρησιμοποιούνται συνήθως στην κατανεμημένη αγορά. Υπολογίζεται ότι μπορεί να παραχθεί κατά μέσο όρο 20 kWh ηλεκτρικής ενέργειας την ημέρα και η ετήσια δυναμικότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι περίπου 7.300 kWh.
Σύμφωνα με τις ηλεκτρικές παραμέτρους των εξαρτημάτων, το ρεύμα εργασίας του μέγιστου σημείου εργασίας είναι 13Α. Επιλέξτε τον κύριο μετατροπέα GoodWe GW6000-DNS-30 της αγοράς. Το μέγιστο ρεύμα εισόδου αυτού του μετατροπέα είναι 16Α, το οποίο μπορεί να προσαρμοστεί στην τρέχουσα αγορά. εξαρτήματα υψηλού ρεύματος. Λαμβάνοντας ως αναφορά τη μέση τιμή 30 ετών της ετήσιας συνολικής ακτινοβολίας των φωτεινών πόρων στην πόλη Yantai της επαρχίας Shandong, αναλύθηκαν διάφορα συστήματα με διαφορετικούς λόγους υπεραναλογίας.
2.1 αποδοτικότητα συστήματος
Από τη μία πλευρά, η υπερτροφοδότηση αυξάνει την παραγωγή ενέργειας, αλλά από την άλλη, λόγω της αύξησης του αριθμού των ηλιακών μονάδων στην πλευρά DC, της απώλειας αντιστοίχισης των ηλιακών μονάδων στην ηλιακή στοιχειοσειρά και της απώλειας του Αύξηση γραμμής συνεχούς ρεύματος, ώστε να υπάρχει μια βέλτιστη αναλογία χωρητικότητας, μεγιστοποιήστε την απόδοση του συστήματος. Μετά την προσομοίωση PVsyst, μπορεί να ληφθεί η απόδοση του συστήματος υπό διαφορετικές αναλογίες χωρητικότητας του συστήματος 6kVA. Όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα, όταν ο λόγος χωρητικότητας είναι περίπου 1,1, η απόδοση του συστήματος φτάνει στο μέγιστο, πράγμα που σημαίνει επίσης ότι ο ρυθμός χρήσης των εξαρτημάτων είναι ο υψηλότερος αυτή τη στιγμή.
Αποδοτικότητα συστήματος και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με διαφορετικούς λόγους δυναμικότητας
2.2 Παραγωγή ενέργειας και έσοδα
Σύμφωνα με την απόδοση του συστήματος σε διαφορετικές αναλογίες υπερπαροχής και το θεωρητικό ποσοστό αποσύνθεσης των μονάδων σε 20 χρόνια, μπορεί να ληφθεί η ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας υπό διαφορετικές αναλογίες παροχής χωρητικότητας. Σύμφωνα με την τιμή ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο των 0,395 γιουάν/kWh (η τιμή αναφοράς ηλεκτρικής ενέργειας για τον αποθείωμένο άνθρακα στη Shandong), υπολογίζονται τα ετήσια έσοδα από τις πωλήσεις ηλεκτρικής ενέργειας. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών φαίνονται στον παραπάνω πίνακα.
2.3 Ανάλυση κόστους
Το κόστος είναι αυτό που ενδιαφέρει περισσότερο τους χρήστες οικιακών φωτοβολταϊκών έργων. Μεταξύ αυτών, τα φωτοβολταϊκά πλαίσια και οι μετατροπείς είναι τα κύρια υλικά εξοπλισμού και άλλα βοηθητικά υλικά όπως φωτοβολταϊκοί βραχίονες, εξοπλισμός προστασίας και καλώδια, καθώς και κόστος που σχετίζεται με την εγκατάσταση για το έργο κατασκευή.Επιπλέον, οι χρήστες πρέπει επίσης να εξετάσουν το κόστος συντήρησης των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Το μέσο κόστος συντήρησης αντιπροσωπεύει περίπου το 1% έως 3% του συνολικού κόστους επένδυσης. Στο συνολικό κόστος, τα φωτοβολταϊκά πλαίσια αντιπροσωπεύουν περίπου το 50% με 60%. Με βάση τα παραπάνω στοιχεία δαπανών κόστους, η τρέχουσα τιμή μονάδας κόστους οικιακών φωτοβολταϊκών είναι περίπου όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:
Εκτιμώμενο Κόστος Φ/Β Συστημάτων Οικιακής Χρήσης
Λόγω των διαφορετικών αναλογιών υπερβολικής παροχής, το κόστος του συστήματος θα ποικίλλει επίσης, συμπεριλαμβανομένων των εξαρτημάτων, των βραχιόνων, των καλωδίων DC και των τελών εγκατάστασης. Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα, μπορεί να υπολογιστεί το κόστος διαφορετικών δεικτών υπερτροφοδότησης, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Κόστος, Οφέλη και Αποτελεσματικότητα Συστήματος υπό Διαφορετικές Αναλογίες Υπερπροβλέψεων
03
Ανάλυση αυξητικού οφέλους
—
Από την παραπάνω ανάλυση φαίνεται ότι παρόλο που η ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και το εισόδημα θα αυξηθούν με την αύξηση του δείκτη υπερπροβλέψεων, το κόστος επένδυσης θα αυξηθεί επίσης. Επιπλέον, ο παραπάνω πίνακας δείχνει ότι η απόδοση του συστήματος είναι 1,1 φορές μεγαλύτερη Βέλτιστη όταν συνδυάζεται. Επομένως, από τεχνική άποψη, ένα 1,1 φορές υπέρβαρο είναι το βέλτιστο.
Ωστόσο, από τη σκοπιά των επενδυτών, δεν αρκεί να εξετάσουμε τον σχεδιασμό των φωτοβολταϊκών συστημάτων από τεχνική άποψη. Είναι επίσης απαραίτητο να αναλυθεί ο αντίκτυπος της υπερκατανομής στο εισόδημα από επενδύσεις από οικονομική άποψη.
Σύμφωνα με το κόστος επένδυσης και το εισόδημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας υπό τους παραπάνω διαφορετικούς δείκτες ισχύος, μπορεί να υπολογιστεί το κόστος kWh του συστήματος για 20 χρόνια και ο εσωτερικός συντελεστής απόδοσης προ φόρων.
LCOE και IRR υπό διαφορετικούς δείκτες υπερπροβλέψεων
Όπως φαίνεται από το παραπάνω σχήμα, όταν η αναλογία κατανομής χωρητικότητας είναι μικρή, η παραγωγή ενέργειας και τα έσοδα του συστήματος αυξάνονται με την αύξηση της αναλογίας κατανομής χωρητικότητας και τα αυξημένα έσοδα αυτή τη στιγμή μπορούν να καλύψουν το επιπλέον κόστος λόγω υπερ κατανομή. Όταν ο λόγος χωρητικότητας είναι πολύ μεγάλος, ο εσωτερικός ρυθμός απόδοσης του συστήματος μειώνεται σταδιακά λόγω παραγόντων όπως η σταδιακή αύξηση του ορίου ισχύος του προστιθέμενου τμήματος και η αύξηση της απώλειας γραμμής. Όταν ο λόγος χωρητικότητας είναι 1,5, ο εσωτερικός ρυθμός απόδοσης IRR της επένδυσης του συστήματος είναι ο μεγαλύτερος. Επομένως, από οικονομική άποψη, το 1,5:1 είναι η βέλτιστη αναλογία χωρητικότητας για αυτό το σύστημα.
Μέσω της ίδιας μεθόδου όπως παραπάνω, υπολογίζεται ο βέλτιστος λόγος χωρητικότητας του συστήματος υπό διαφορετικές χωρητικότητες από την άποψη της οικονομίας και τα αποτελέσματα είναι τα εξής:
04
Επίλογος
—
Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα ηλιακών πόρων της Shandong, υπό τις συνθήκες διαφορετικών αναλογιών χωρητικότητας, υπολογίζεται η ισχύς της εξόδου της φωτοβολταϊκής μονάδας που φτάνει στον μετατροπέα αφού χαθεί. Όταν ο λόγος χωρητικότητας είναι 1,1, η απώλεια του συστήματος είναι η μικρότερη και το ποσοστό χρήσης εξαρτημάτων είναι το υψηλότερο αυτή τη στιγμή. Ωστόσο, από οικονομική άποψη, όταν ο λόγος χωρητικότητας είναι 1,5, τα έσοδα των φωτοβολταϊκών έργων είναι τα υψηλότερα . Κατά το σχεδιασμό ενός φωτοβολταϊκού συστήματος, δεν πρέπει να λαμβάνεται υπόψη μόνο το ποσοστό χρήσης των εξαρτημάτων υπό τεχνικούς παράγοντες, αλλά και η οικονομία είναι το κλειδί για το σχεδιασμό του έργου.Μέσω του οικονομικού υπολογισμού, το σύστημα 8 kW 1.3 είναι το πιο οικονομικό όταν υπερτροφοδοτείται, το σύστημα 10 kW 1.2 είναι το πιο οικονομικό όταν υπερτροφοδοτείται και το σύστημα 15 kW 1.2 είναι το πιο οικονομικό όταν υπερτροφοδοτείται .
Όταν χρησιμοποιείται η ίδια μέθοδος για τον οικονομικό υπολογισμό της αναλογίας χωρητικότητας στη βιομηχανία και το εμπόριο, λόγω της μείωσης του κόστους ανά watt του συστήματος, ο οικονομικά βέλτιστος λόγος χωρητικότητας θα είναι υψηλότερος. Επιπλέον, για λόγους αγοράς, το κόστος των φωτοβολταϊκών συστημάτων θα ποικίλλει επίσης πολύ, γεγονός που θα επηρεάσει επίσης σε μεγάλο βαθμό τον υπολογισμό της βέλτιστης αναλογίας ισχύος. Αυτός είναι επίσης ο θεμελιώδης λόγος για τον οποίο διάφορες χώρες έχουν εκδώσει περιορισμούς στην αναλογία χωρητικότητας σχεδιασμού των φωτοβολταϊκών συστημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-28-2022