Фотоэлектрлік станциялардың қуаттылық коэффициентін қалай негізделген жобалау керек Қазақстан

Жаңғыртылатын энергияға жаһандық сұраныстың өсуіне байланысты фотоэлектрлік энергия өндіру технологиясы қарқынды дамыды. Фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру технологиясының негізгі тасымалдаушысы ретінде фотоэлектр станциясының жобалық ұтымдылығы электр станциясының энергия өндіру тиімділігіне, жұмыс тұрақтылығына және экономикалық тиімділігіне тікелей әсер етеді. Олардың ішінде қуаттылық коэффициенті фотоэлектр станциясын жобалаудағы негізгі параметр ретінде электр станциясының жалпы өнімділігіне маңызды әсер етеді. Бұл жұмыстың мақсаты электр энергиясын өндірудің тиімділігі мен үнемділігін арттыру үшін фотоэлектр станциясының қуаттылық коэффициентін ұтымды жобалауды талқылау болып табылады.

01 Фотоэлектр станцияларының қуаттылық коэффициентіне шолу
Фотоэлектрлік станцияның қуаттылық коэффициенті фотоэлектрлік модульдердің орнатылған қуатының инверторлық жабдықтың қуатына қатынасын білдіреді.
Фотоэлектрлік электр энергиясын өндірудің тұрақсыздығына және оған қоршаған ортаның қатты әсер етуінің себебіне байланысты, фотоэлектрлік станциялардың сыйымдылығының қатынасы жай ғана фотоэлектрлік модульдердің орнатылған қуатына сәйкес 1: 1 конфигурациясы фотоэлектрлік инвертор қуатының қалдықтарын тудырады, сондықтан фотоэлектрлік жүйе фотоэлектрлік жүйенің тұрақты жұмысы жағдайында электр энергиясын өндірудің тиімділігі жақсарады, қуаттылықтың оңтайлы қатынасы дизайны 1: 1-ден жоғары болуы керек. Рационалды сыйымдылық коэффициентінің дизайны қуат шығысын барынша арттырып қана қоймай, сонымен қатар әртүрлі жарық жағдайларына бейімделіп, жүйенің кейбір жоғалуларын жеңе алады.

02 Көлемдік қатынастың негізгі әсер ететін факторлары
Нақты жобалық жағдайға сәйкес ақылға қонымды қуаттылық коэффициентінің дизайнын жан-жақты қарастыру қажет. Сыйымдылық қатынасына әсер ететін факторларға құрамдастардың әлсіреуі, жүйенің жоғалуы, сәулелену, құрамдастарды орнату бұрышы және т.б. жатады. Арнайы талдау келесідей.

1. Компоненттердің әлсіреуі
Қалыпты қартаю ыдырауы жағдайында ағымдағы компоненттің бірінші жылының әлсіреуі шамамен 1% құрайды, екінші жылдан кейінгі компоненттің әлсіреуі сызықтық өзгерісті көрсетеді, ал 30 жылдағы әлсіреу жылдамдығы шамамен 13%, яғни құрамдас бөліктің жылдық генерациялау қабілеті төмендейді және номиналды қуатты үздіксіз ұстап тұру мүмкін емес, сондықтан фотоэлектрлік қуат коэффициентін жобалау кезінде электр станциясының бүкіл өмірлік циклі кезінде құрамдас бөліктің әлсіреуін ескеру қажет. . Сәйкес компоненттердің қуатын өндіруді барынша арттыру және жүйенің тиімділігін арттыру.

Фотоэлектрлік модульдердің 30 жылдық сызықтық қуатының әлсіреуі қисығы

2. Жүйенің жоғалуы
Фотовольтаикалық жүйеде фотоэлектрлік модуль мен инвертор шығысы арасында әртүрлі жоғалтулар бар, соның ішінде модуль сериясы мен параллельді және блоктық шаң жоғалуы, тұрақты ток кабелінің жоғалуы, фотоэлектрлік инвертордың жоғалуы және т.б., әрбір сілтеменің жоғалуы нақты шығысқа әсер етеді. фотоэлектр станциясының инверторының қуаты.

PVsyst PV электр станциясын модельдеу есебі

Суретте көрсетілгендей, жобаның нақты конфигурациясын және окклюзия жоғалтуын PVsyst жоба қолданбасында модельдеуге болады; Қалыпты жағдайда фотоэлектрлік жүйенің тұрақты ток жоғалуы шамамен 7-12%, инвертордың жоғалуы шамамен 1-2%, ал жалпы жоғалуы шамамен 8-13% құрайды. Демек, фотоэлектрлік модульдердің орнатылған қуаты мен электр энергиясын өндірудің нақты деректері арасында жоғалту ауытқуы бар. Егер құрамдас бөліктің орнату сыйымдылығы фотоэлектрлік түрлендіргіштің сыйымдылығының 1:1 қатынасына сәйкес таңдалса, инвертордың нақты шығыс максималды сыйымдылығы инвертордың номиналды сыйымдылығының шамамен 90% құрайды, тіпті жарық ең жақсы болса да, түрлендіргіш толық жүктелмеген, бұл түрлендіргіш пен жүйені пайдалануды азайтады.

3. Сәулелену әртүрлі аймақтарда әртүрлі
Құрамдас STC жұмыс жағдайларында (STC жұмыс жағдайлары: жарық қарқындылығы 1000 Вт/м², батареяның температурасы 25°C және атмосфералық сапа 1.5), егер жұмыс жағдайлары белгіленген деңгейге жетпесе, тек номиналды қуат шығысына жете алады. STC шарттары, фотоэлектрлік модульдің шығыс қуаты оның номиналды қуатынан сөзсіз аз және бір күн ішінде жарық ресурстарының уақыттық бөлінуі STC шарттарына сәйкес келе алмайды, негізінен ерте, орташа және кеш сәулелену мен температура арасындағы айырмашылыққа байланысты. үлкен; Сонымен қатар, әртүрлі аймақтардың сәулеленуі мен қоршаған ортасы фотоэлектрлік модульдердің электр энергиясын өндіруге әртүрлі әсер етеді, сондықтан бастапқы жоба белгілі бір аймаққа сәйкес жергілікті жарық ресурстарының деректерін түсінуі және деректерді есептеуді жүзеге асыруы керек.

Ұлттық ауа райы қызметінің жел және күн энергиясын бағалау орталығының классификациялық стандарттарына сәйкес әртүрлі аймақтардағы сәулеленудің нақты деректерін білуге ​​болады және жылдық күн радиациясының жалпы сәулеленуі төрт дәрежеге бөлінеді:

Жалпы күн радиациясының жылдық сәулеленуінің классификациясы

Сондықтан бір ресурстық аймақтың өзінде жыл бойына радиация мөлшерінде үлкен айырмашылықтар болады. Бұл бірдей жүйе конфигурациясы, яғни электр қуатын өндіру кезінде бірдей қуат коэффициенті бірдей емес дегенді білдіреді. Бірдей қуат өндіруге қол жеткізу үшін оған көлемдік қатынасты өзгерту арқылы қол жеткізуге болады.

4. Құрамдас бөліктерді орнату бұрышы
Пайдаланушы жағындағы фотоэлектр станциясы үшін бір жобада әртүрлі шатыр түрлері болады және шатырдың әртүрлі түрлеріне сәйкес әр түрлі құрамдас дизайн бұрыштары тартылады және сәйкес компоненттер қабылдаған сәулелену де әртүрлі болады. Мысалы, Чжэцзян провинциясындағы өнеркәсіптік және коммерциялық жобада түрлі-түсті болат плитка төбелері мен бетон шатырлары бар және жобалық еңіс бұрыштары сәйкесінше 3 ° және 18 ° құрайды. Әртүрлі көлбеу бұрыштар үшін PV үлгісінде жасалған көлбеу жазықтықтың сәулелену деректері төмендегі суретте көрсетілген. Әр түрлі бұрыштарда орнатылған компоненттердің алған сәулеленуі әртүрлі екенін көруге болады. Бөлінген төбесі негізінен плиткамен қапталған болса, бірдей сыйымдылығы бар компоненттердің шығыс энергиясы белгілі бір көлбеу бұрышы барларға қарағанда төмен.

3° көлбеу Бұрыштың жалпы сәулеленуі

18° көлбеу Бұрыштың жалпы сәулеленуі

03 Сыйымдылық қатынасының дизайн идеялары
Жоғарыда келтірілген талдауға сәйкес, қуаттылық коэффициентін жобалау негізінен инвертордың тұрақты ток қол жеткізу мүмкіндігін реттеу арқылы электр станциясының жалпы пайдасын жақсарту болып табылады. Қазіргі уақытта сыйымдылық арақатынасының конфигурация әдістері негізінен компенсаторлық артық сәйкестікке және белсенді асып түсуге бөлінеді.

1. Шамадан тыс сәйкестіктің орнын толтырыңыз
Компенсаторлық артық сәйкестік дыбыс деңгейін реттеу арқылы инвертор жарық ең жақсы болған кезде толық жүктеме шығысына қол жеткізе алатынын білдіреді. Бұл әдіс тек фотоэлектрлік жүйедегі ішінара жоғалтуды ескереді, құрамдас бөліктің сыйымдылығын арттыру арқылы (төмендегі суретте көрсетілгендей), жіберу процесінде жүйенің энергия жоғалуын өтей алады, сондықтан инвертор нақты пайдалануда толық жүктеменің шығыс әсері және кесу жоғалмайды.

Компенсацияның артық сәйкестік диаграммасы

2. Белсенді артық салыстыру
Белсенді артық сәйкестендіру - компенсациялық артық сәйкестік негізінде фотоэлектрлік модульдердің сыйымдылығын арттыруды жалғастыру (төмендегі суретте көрсетілгендей). Бұл әдіс тек жүйенің шығынын қарастырып қоймайды, сонымен қатар инвестициялық шығындар мен кірісті және басқа факторларды жан-жақты қарастырады. Мақсат - инвертордың толық жұмыс уақытын белсенді түрде ұзарту арқылы жүйенің орташа қуат құнын (LCOE) азайту, құрамдас бөліктердің өскен құны мен жүйенің электр энергиясын өндіру кірісі арасындағы теңгерімді табу. Тіпті нашар жарықтандыру жағдайында да инвертор толық жүктеме жұмысына ие, осылайша толық жүктеме жұмыс уақытын ұзартады; Дегенмен, жүйенің нақты электр энергиясын өндіру қисығы суретте көрсетілгендей «шыңы кесу» құбылысы пайда болады және кейбір уақыт кезеңдері шектеулі генерацияның жұмыс күйінде болады. Дегенмен, сәйкес сыйымдылық коэффициенті кезінде жалпы жүйенің LCOE ең төменгі болып табылады, яғни пайда артады.

Белсенді артық салыстыру диаграммасы

Төмендегі суретте көрсетілгендей, LCOE сыйымдылық коэффициентінің жоғарылауымен төмендеуін жалғастыруда. Компенсаторлық артық қатынас нүктесінде жүйенің LCOE ең төменгі мәнге жетпейді. Сыйымдылық коэффициенті белсенді артық қатынас нүктесіне дейін одан әрі ұлғайтылған кезде, жүйенің LCOE ең төменгі мәнге жетеді, ал LCOE сыйымдылық коэффициентін одан әрі арттырғаннан кейін артады. Сондықтан белсенді артық салыстыру нүктесі жүйенің оңтайлы сыйымдылық қатынасы болып табылады.

LOCE/ сыйымдылық қатынас диаграммасы

Инверторлар үшін жүйенің минималды LCOE деңгейін қалай қанағаттандыру керек, әртүрлі аймақтар үшін, әсіресе сәулелену жағдайлары нашар аймақтар үшін, инвертордың номиналды шығыс уақытын ұзарту және жүйенің LCOE төмендеуін барынша арттыру.

04 Қорытындылар мен ұсыныстар
Қорытындылай келе, компенсаторлық артық бөлу және белсенді артық бөлу схемалары фотоэлектрлік жүйелердің тиімділігін арттырудың тиімді құралы болып табылады, бірақ әрқайсысының өз бағыты бар. Өтемақыларды шамадан тыс теңестіру негізінен жүйенің жоғалуының орнын толтыруға бағытталған, ал белсенді артық салыстыру кірісті ұлғайту мен кірісті жақсарту арасындағы тепе-теңдікті табуға көбірек көңіл бөледі. Сондықтан, нақты жобада жоба талаптарына сәйкес сыйымдылық коэффициентінің конфигурациясының сәйкес схемасын кешенді түрде таңдау ұсынылады.