Pe măsură ce cererea globală de energie regenerabilă continuă să crească, tehnologia de generare a energiei fotovoltaice s-a dezvoltat rapid. Fiind purtător de bază al tehnologiei de generare a energiei fotovoltaice, raționalitatea designului centralei fotovoltaice afectează în mod direct eficiența generării de energie, stabilitatea operațională și beneficiile economice ale centralei electrice. Printre acestea, raportul de capacitate este un parametru cheie în proiectarea centralelor fotovoltaice și are un impact important asupra performanței generale a centralei.
01
Prezentare generală a raportului de capacitate a centralei fotovoltaice
Raportul capacității centralei fotovoltaice se referă la raportul dintre capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice și capacitatea echipamentului invertor. Datorită instabilității producției de energie fotovoltaică și impactului mare al mediului, raportul de capacitate al centralelor fotovoltaice configurat simplu în funcție de capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice la 1:1 va provoca o risipă de capacitate a invertorului fotovoltaic. Prin urmare, este necesară creșterea capacității sistemului fotovoltaic sub premisa funcționării stabile a sistemului fotovoltaic. Pentru eficiența generării de energie a sistemului fotovoltaic, proiectarea optimă a raportului de capacitate ar trebui să fie mai mare de 1:1. Proiectarea rațională a raportului de capacitate poate nu numai să maximizeze producția de energie, ci și să se adapteze la diferite condiții de iluminare și să facă față unor pierderi ale sistemului.
02
Principalii factori de influență ai raportului de volum
Proiectarea rezonabilă a raportului capacitate-distribuție trebuie să fie luată în considerare în mod cuprinzător, pe baza situației proiectului specific. Factorii care afectează raportul capacitate-distribuție includ atenuarea componentelor, pierderea sistemului, iradierea, înclinarea instalării componentelor etc. Analiza specifică este următoarea.
1. Atenuarea componentelor
În condițiile îmbătrânirii și atenuării normale, atenuarea curentă a modulelor în primul an este de aproximativ 1%, iar atenuarea modulelor după al doilea an se va modifica liniar. Rata de degradare în 30 de ani este de aproximativ 13%, ceea ce înseamnă că capacitatea anuală de generare a energiei a modulului este în scădere, puterea nominală de ieșire nu poate fi menținută continuu. Prin urmare, proiectarea raportului de capacitate fotovoltaică trebuie să țină cont de atenuarea componentelor pe parcursul întregului ciclu de viață al centralei electrice pentru a maximiza potrivirea generației de energie a componentelor și pentru a îmbunătăți eficiența sistemului.
2. Pierderea sistemului
În sistemul fotovoltaic, există diverse pierderi între modulele fotovoltaice și ieșirea invertorului, inclusiv pierderea componentelor în serie și paralelă și a prafului de ecranare, pierderea cablului DC, pierderea invertorului fotovoltaic etc. Pierderile în fiecare legătură vor afecta invertorul de centrala fotovoltaica. puterea reală de ieșire a convertorului.
În aplicațiile de proiect, PVsyst poate fi utilizat pentru a simula configurația reală și pierderea de umbrire a proiectului; în general, pierderea pe partea de curent continuu a sistemului fotovoltaic este de aproximativ 7-12%, pierderea invertorului este de aproximativ 1-2%, iar pierderea totală este de aproximativ 8-13%; Prin urmare, există o abatere de pierdere între capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice și datele reale de generare a energiei. Dacă un invertor fotovoltaic este selectat pe baza capacității de instalare a modulului și a unui raport de capacitate de 1:1, capacitatea maximă reală de ieșire a invertorului este doar aproximativ 90% din capacitatea nominală a invertorului. Chiar și atunci când iluminarea este cea mai bună, invertorul nu funcționează la sarcină maximă reduce utilizarea invertorului și a sistemului.
3. Zone diferite au iradiante diferite
Modulul poate atinge puterea nominală numai în condiții de lucru STC (condiții de lucru STC: intensitatea luminii 1000W/m², temperatura bateriei 25 grade, calitatea aerului 1,5). Dacă condițiile de lucru nu îndeplinesc condițiile STC, puterea de ieșire a modulului fotovoltaic trebuie să fie mai mică decât puterea sa nominală, iar distribuția în timp a resurselor luminoase într-o zi nu poate îndeplini toate condițiile STC, în principal din cauza diferențelor mari de iradiere. , temperatura etc. dimineata, mijlocul si seara; în același timp, diferite iradiante și medii din diferite regiuni au impacturi diferite asupra producerii de energie a modulelor fotovoltaice. , astfel încât în stadiul incipient al proiectului, este necesar să înțelegeți datele locale despre resursele de iluminat în funcție de zona specifică și să efectuați calcule de date.
Prin urmare, chiar și în aceeași zonă de resurse, există diferențe mari de iradiere pe parcursul anului. Aceasta înseamnă că aceeași configurație a sistemului, adică capacitatea de generare a energiei este diferită sub același raport de capacitate. Pentru a obține aceeași generare de energie, se poate realiza prin modificarea raportului de capacitate.
4. Unghiul de înclinare a instalației componentelor
Vor exista diferite tipuri de acoperiș în același proiect de centrale fotovoltaice pe partea utilizatorului, iar diferitele tipuri de acoperiș vor implica diferite unghiuri de înclinare a componentelor, iar iradierea primită de componentele corespunzătoare va fi, de asemenea, diferită; de exemplu, într-un proiect industrial și comercial din Zhejiang Există acoperișuri din țiglă de oțel colorată și acoperișuri din beton, iar unghiurile de înclinare de proiectare sunt de 3 grade și, respectiv, 18 grade. Prin PV sunt simulate diferite unghiuri de înclinare și datele de iradiere ale suprafeței înclinate sunt prezentate în figura de mai jos; se poate vedea iradierea primită de componentele instalate în diferite unghiuri. Gradul este diferit. De exemplu, dacă acoperișurile distribuite sunt în mare parte din țigle, energia de ieșire a componentelor cu aceeași capacitate va fi mai mică decât a celor cu o anumită înclinare.
03
Idei de proiectare a raportului de capacitate
Pe baza analizei de mai sus, proiectarea raportului de capacitate este în principal pentru a îmbunătăți eficiența generală a centralei electrice prin ajustarea capacității de acces pe partea de curent continuu a invertorului; metodele actuale de configurare a raportului de capacitate sunt împărțite în principal în supraprovizionare compensatorie și supraprovizionare activă.
1. Compensarea pentru supraalocare
Compensarea suprapotrivirii înseamnă ajustarea raportului capacitate-potrivire, astfel încât invertorul să poată atinge puterea de sarcină maximă atunci când iluminarea este cea mai bună. Această metodă ia în considerare doar o parte din pierderile existente în sistemul fotovoltaic. Prin creșterea capacității componentelor (după cum se arată în figura de mai jos), pierderile sistemului în timpul transportului de energie pot fi compensate, astfel încât invertorul să poată atinge puterea de sarcină maximă în timpul utilizării efective. efect fără pierderi maxime de tăiere.
2. Supraalocare activă
Supraprovizionarea activă urmează să crească în continuare capacitatea modulelor fotovoltaice pe baza compensării supraalimentării (după cum se arată în figura de mai jos). Această metodă nu ia în considerare doar pierderile de sistem, dar ia în considerare în mod cuprinzător factori precum costurile și beneficiile investiției. Scopul este de a extinde în mod activ timpul de funcționare la sarcină completă a invertorului pentru a găsi un echilibru între costul de investiții crescut al componentelor și veniturile din generarea de energie a sistemului, astfel încât să minimizeze costul mediu al energiei electrice (LCOE) al sistemului. Chiar și atunci când iluminarea este slabă, invertorul încă funcționează la sarcină maximă, prelungind astfel timpul de funcționare la sarcină maximă; cu toate acestea, curba reală de generare a energiei a sistemului va avea un fenomen de „decuplare de vârf”, așa cum se arată în figură, și va fi la limită în anumite perioade de timp. Trimite starea de lucru. Cu toate acestea, sub raportul de capacitate adecvat, LCOE global al sistemului este cel mai scăzut, adică veniturile cresc.
Relația dintre supra-potrivirea compensată, supra-potrivirea activă și LCOE este prezentată în figura de mai jos. LCOE continuă să scadă pe măsură ce raportul de potrivire a capacității crește. La punctul de suprapotrivire a compensației, sistemul LCOE nu atinge cea mai mică valoare. Dacă raportul de potrivire a capacității este crescut în continuare până la punctul de suprapotrivire activ, LCOE LCOE al sistemului atinge minimul. Dacă raportul de capacitate continuă să crească, LCOE va crește. Prin urmare, punctul de supradistribuție activ este valoarea optimă a raportului de capacitate a sistemului.
Pentru invertor, modul de îndeplinire a celui mai scăzut LCOE al sistemului necesită o capacitate suficientă de supraprovizionare pe partea de curent continuu. Pentru diferite regiuni, în special cele cu condiții proaste de iradiere, sunt necesare soluții mai mari de supraprovizionare activă pentru a obține inversarea extinsă. Timpul de ieșire nominal al invertorului poate fi maximizat pentru a reduce LCOE al sistemului; de exemplu, invertoarele fotovoltaice Growatt acceptă supraalimentare de 1,5 ori pe partea de curent continuu, care poate îndeplini compatibilitatea supraalimentării active în majoritatea zonelor.
04
concluzie și sugestie
În concluzie, atât supraprovizionarea compensată, cât și schemele de supraprovizionare activă sunt mijloace eficiente de îmbunătățire a eficienței sistemelor fotovoltaice, dar fiecare are propriul accent. Supraprovizionarea compensatorie se concentrează în principal pe compensarea pierderilor din sistem, în timp ce supraprovizionarea activă se concentrează mai mult pe găsirea unui echilibru între creșterea investițiilor și îmbunătățirea veniturilor; prin urmare, în proiectele reale, se recomandă selectarea cuprinzătoare a unui plan de configurare adecvat al raportului de furnizare a capacității în funcție de nevoile proiectului.