Как да проектираме разумно съотношението на капацитета на фотоволтаичните станции България

С нарастващото глобално търсене на възобновяема енергия, фотоволтаичната технология за производство на електроенергия се развива бързо. Като основен носител на технологията за фотоволтаично производство на електроенергия, рационалността на дизайна на фотоволтаичната електроцентрала пряко влияе върху ефективността на производството на електроенергия, стабилността на работа и икономическите ползи от електроцентралата. Сред тях съотношението на капацитета, като ключов параметър при проектирането на фотоволтаична електроцентрала, има важно влияние върху цялостната работа на електроцентралата. Целта на този документ е да се обсъди как рационално да се проектира съотношението на капацитета на фотоволтаичната електроцентрала, за да се подобри ефективността и икономичността на производството на електроенергия.

01 Преглед на съотношението на капацитета на фотоволтаичните станции
Коефициентът на капацитет на фотоволтаичната станция се отнася до съотношението на инсталирания капацитет на фотоволтаичните модули към капацитета на инверторното оборудване.
Поради нестабилността на фотоволтаичното производство на електроенергия и причината, че то е силно повлияно от околната среда, съотношението на капацитета на фотоволтаичните станции просто според инсталирания капацитет на фотоволтаичните модули 1:1 конфигурация ще доведе до загуба на капацитет на фотоволтаичния инвертор, така че фотоволтаичната система ефективността на производството на електроенергия е подобрена при предпоставката за стабилна работа на фотоволтаичната система, оптималният дизайн на съотношението на капацитета трябва да бъде по-голям от 1:1. Рационалният дизайн на съотношението на капацитета може не само да увеличи максимално изходната мощност, но и да се адаптира към различни условия на осветление и да се справи с някои загуби в системата.

02 Основни фактори, влияещи върху съотношението на обема
Разумният дизайн на съотношението на капацитета трябва да бъде обмислен изчерпателно в съответствие с конкретната проектна ситуация. Факторите, влияещи върху съотношението на капацитета, включват затихване на компонента, загуба в системата, излъчване, ъгъл на инсталиране на компонента и т.н. Специфичният анализ е както следва.

1. Затихване на компонента
В случай на нормално затихване при стареене, затихването на първата година на текущия компонент е около 1%, затихването на компонента след втората година ще покаже линейна промяна, а степента на затихване за 30 години е около 13%, това означава, че годишният производствен капацитет на компонента намалява и номиналната изходна мощност не може да се поддържа непрекъснато, така че проектирането на съотношението на фотоволтаичния капацитет трябва да вземе предвид затихването на компонента по време на целия жизнен цикъл на електроцентралата . За да увеличите максимално генерирането на енергия от съответстващи компоненти и да подобрите ефективността на системата.

30-годишна линейна крива на затихване на мощността на фотоволтаични модули

2. Загуба на системата
Във фотоволтаичната система има различни загуби между фотоволтаичния модул и изхода на инвертора, включително серия от модули и паралелни и блокови загуби на прах, загуба на DC кабел, загуба на фотоволтаичен инвертор и т.н., загубата на всяка връзка ще повлияе на действителния изход мощност на фотоволтаичната централа инвертор.

Доклад за симулация на фотоволтаична електроцентрала PVsyst

Както е показано на фигурата, действителната конфигурация и загубата на оклузия на проекта могат да бъдат симулирани от PVsyst в приложението на проекта; При нормални обстоятелства загубата на DC на фотоволтаичната система е около 7-12%, загубата на инвертора е около 1-2%, а общата загуба е около 8-13%. Следователно има отклонение на загубите между инсталирания капацитет на фотоволтаичните модули и действителните данни за генериране на електроенергия. Ако инсталационният капацитет на компонента е избран според съотношението на капацитета 1:1 на фотоволтаичния инвертор, действителният максимален изходен капацитет на инвертора е само около 90% от номиналния капацитет на инвертора, дори когато светлината е най-добра, инверторът не е напълно зареден, което намалява използването на инвертора и системата.

3. Излъчването варира в различните региони
Компонентът може да достигне номиналната изходна мощност само при условия на работа STC (условия на работа STC: интензитетът на светлината е 1000 W/m², температурата на батерията е 25°C и качеството на атмосферата е 1.5), ако условията на работа не достигат STC условия, изходната мощност на фотоволтаичния модул неизбежно е по-малка от неговата номинална мощност и разпределението на времето на светлинните ресурси в рамките на един ден не може да отговаря на всички STC условия, главно защото разликата между ранното, средното и късното излъчване и температурата е голям; В същото време излъчването и околната среда на различните региони имат различни ефекти върху генерирането на електроенергия от фотоволтаични модули, така че първоначалният проект трябва да разбере данните за местните светлинни ресурси според конкретния регион и да извърши изчисление на данните.

Съгласно класификационните стандарти на Центъра за оценка на вятърната и слънчевата енергия на Националната метеорологична служба могат да се научат специфичните данни за облъчване в различни региони, а общото годишно облъчване от слънчева радиация е разделено на четири степени:

Класификация на общата слънчева радиация годишно облъчване

Следователно дори в една и съща ресурсна зона има големи разлики в количеството радиация през цялата година. Това означава, че една и съща системна конфигурация, тоест същото съотношение на капацитет при генериране на електроенергия, не е същото. За да се постигне същото производство на електроенергия, това може да се постигне чрез промяна на съотношението на обема.

4. Ъгъл на монтаж на компонента
Ще има различни типове покриви в един и същ проект за фотоволтаичната електроцентрала от страна на потребителя и различни ъгли на проектиране на компоненти ще бъдат включени в зависимост от различните типове покриви и излъчването, получено от съответните компоненти, също ще бъде различно. Например има покриви от цветни стоманени керемиди и бетонни покриви в индустриален и търговски проект в провинция Zhejiang, а проектните ъгли на наклона са съответно 3° и 18°. Данните за облъчване на наклонена равнина, симулирана от PV за различни ъгли на наклон, са показани на фигурата по-долу. Може да се види, че излъчването, получено от компонентите, инсталирани под различни ъгли, е различно. Ако разпределеният покрив е предимно керемиден, изходната енергия на компонентите със същия капацитет е по-ниска от тази на тези с определен ъгъл на наклон.

3° наклон Ъгъл общо излъчване

18° наклон Ъгъл общо излъчване

03 Идеи за дизайн на съотношението на капацитета
Съгласно горния анализ, дизайнът на съотношението на капацитета е главно за подобряване на цялостната полза от електроцентралата чрез регулиране на капацитета за достъп до постоянен ток на инвертора. Понастоящем методите за конфигуриране на съотношението на капацитета се разделят главно на компенсаторно свръхсъвпадение и активно свръхсъответствие.

1. Компенсирайте свръхсъвпадението
Компенсаторното пренастройване означава, че чрез регулиране на съотношението на обема, инверторът може да достигне мощност при пълно натоварване, когато светлината е най-добра. Този метод отчита само частичната загуба във фотоволтаичната система, като увеличава капацитета на компонента (както е показано на фигурата по-долу), може да компенсира загубата на енергия в системата в процеса на предаване, така че инверторът при действителна употреба от изходния ефект при пълно натоварване и без загуба на изрязване.

Диаграма на компенсация за свръхсъвпадение

2. Активен свръхсъвпадение
Активното пренастройване е да продължи да увеличава капацитета на фотоволтаичните модули на базата на пренастройване на компенсацията (както е показано на фигурата по-долу). Този метод не само отчита загубата на системата, но също така изчерпателно отчита инвестиционните разходи и доходи и други фактори. Целта е да се минимизират средните разходи за мощност (LCOE) на системата чрез активно удължаване на пълното работно време на инвертора, като се намери баланс между увеличените входни разходи за компоненти и приходите от генериране на електроенергия на системата. Дори в случай на лошо осветление, инверторът също работи при пълно натоварване, като по този начин удължава работното време при пълно натоварване; Въпреки това, действителната крива на генериране на електроенергия от системата ще се появи като феномен на "отрязване на пика", както е показано на фигурата, и някои периоди от време са в работно състояние на ограничено генериране. Въпреки това, при подходящо съотношение на капацитета, LCOE на системата като цяло е най-нисък, т.е. ползата се увеличава.

Активна диаграма на свръхсъвпадение

Както е показано на фигурата по-долу, LCOE продължава да намалява с увеличаването на съотношението на капацитета. В точката на съотношението на компенсаторния излишък LCOE на системата не достига най-ниската стойност. Когато коефициентът на капацитет се увеличи допълнително до точката на коефициента на активен излишък, LCOE на системата достига най-ниската стойност и LCOE ще се увеличи, след като коефициентът на капацитет бъде увеличен допълнително. Следователно, активната точка на свръхсъвпадение е оптималното съотношение на капацитета на системата.

LOCE/ диаграма на съотношението на капацитета

За инверторите, как да се отговори на минималния LCOE на системата, е необходима достатъчна DC способност за цялостно разпределение, за да се постигне, за различни региони, особено за райони с лоши условия на облъчване, се изисква по-висока активна схема за общо разпределение, за да се удължи номиналното изходно време на инвертора и максимизиране на намаляването на LCOE на системата.

04 Изводи и предложения
В обобщение, схемите за компенсиращо цялостно разпределение и активното цялостно разпределение са ефективни средства за подобряване на ефективността на фотоволтаичните системи, но всяка има свой собствен фокус. Свръхсъпоставянето на компенсациите се фокусира главно върху компенсирането на загубата на системата, докато активното свръхсъпоставяне обръща повече внимание на намирането на баланс между увеличаването на входа и подобряването на дохода. Следователно в реалния проект се препоръчва изчерпателно да се избере подходящата схема за конфигурация на съотношението на капацитета в съответствие с изискванията на проекта.