태양광발전소 용량비율을 합리적으로 설계하는 방법

전 세계적으로 재생에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 태양광 발전 기술이 급속히 발전하고 있습니다. 태양광 발전 기술의 핵심 운반체로서 태양광 발전소의 설계 합리성은 발전소의 발전 효율, 운영 안정성 및 경제적 이점에 직접적인 영향을 미칩니다. 그 중에서 태양광 발전소 설계의 핵심 매개변수인 용량 비율은 발전소의 전체 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 본 논문의 목적은 발전 효율과 경제성을 향상시키기 위해 태양광 발전소의 용량 비율을 합리적으로 설계하는 방법을 논의하는 것입니다.

01 태양광발전소 용량비율 개요
태양광발전소 용량비율은 인버터 장비 용량 대비 태양광발전 모듈 설치 용량의 비율을 말한다.
태양광발전은 불안정하고 환경에 큰 영향을 받는다는 이유로 단순히 태양광모듈의 설치용량에 따른 태양광발전소의 용량비율을 1:1로 구성하는 것은 태양광인버터 용량낭비를 초래하므로 태양광발전시스템은 태양광 발전 시스템의 안정적인 운영을 전제로 발전 효율을 높이려면 최적 용량 비율 설계가 1:1보다 커야 합니다. 합리적인 용량 비율 설계는 전력 출력을 극대화할 뿐만 아니라 다양한 조명 조건에 적응하고 일부 시스템 손실에 대처할 수 있습니다.

02 용적률의 주요 영향요인
구체적인 프로젝트 상황에 따라 합리적인 용량 비율 설계가 종합적으로 고려되어야 합니다. 용량비에 영향을 미치는 요인으로는 부품 감쇠, 시스템 손실, 조도, 부품 설치 각도 등이 있으며, 구체적인 분석은 다음과 같다.

1. 부품 감쇠
정상적인 노화 감쇠의 경우 현재 성분의 첫 번째 연도의 감쇠는 약 1%이고, 두 번째 해 이후의 성분의 감쇠는 선형적인 변화를 나타내며, 30년의 감쇠율은 약 13%이며, 즉, 부품의 연간 발전 용량이 감소하고 정격 전력 출력을 지속적으로 유지할 수 없으므로 태양광 용량 비율 설계는 발전소의 전체 수명주기 동안 부품의 감쇠를 고려해야 합니다. . 일치하는 구성 요소의 전력 생성을 극대화하고 시스템 효율성을 향상시킵니다.

태양광 모듈의 30년 선형 전력 감쇠 곡선

2. 시스템 손실
태양광 발전 시스템에는 모듈 직렬 및 병렬 및 블록 먼지 손실, DC 케이블 손실, 태양광 인버터 손실 등을 포함하여 태양광 모듈과 인버터 출력 사이에 다양한 손실이 있으며, 각 링크의 손실은 실제 출력에 영향을 미칩니다. 태양광 발전소 인버터의 전력.

PVsyst PV 발전소 시뮬레이션 보고서

그림에 표시된 것처럼 프로젝트 애플리케이션의 PVsyst를 통해 프로젝트의 실제 구성 및 폐색 손실을 시뮬레이션할 수 있습니다. 정상적인 상황에서 태양광 발전 시스템의 DC 손실은 약 7-12%, 인버터 손실은 약 1-2%, 총 손실은 약 8-13%입니다. 따라서 태양광 모듈의 설치 용량과 실제 발전량 데이터 사이에는 손실 편차가 있습니다. 태양광 인버터의 용량비 1:1에 맞춰 부품의 설치 용량을 선택하면, 빛이 가장 좋은 경우에도 인버터의 실제 출력 최대 용량은 인버터 정격 용량의 90% 정도에 불과하며, 인버터가 완전히 부하되지 않아 인버터와 시스템의 활용도가 감소합니다.

3. 조사량은 지역에 따라 다릅니다.
구성 요소는 STC 작동 조건(STC 작동 조건: 광도 1000W/m², 배터리 온도 25°C, 대기 질 1.5)에서만 정격 출력에 도달할 수 있습니다. STC 조건에 따르면 태양광 모듈의 출력 전력은 필연적으로 정격 전력보다 낮으며 하루 내 광원의 시간 분포는 STC 조건을 모두 충족할 수 없습니다. 주로 초기, 중간 및 후기 조사량과 온도의 차이 때문입니다. 크다; 동시에, 서로 다른 지역의 일사량과 환경은 태양광 모듈의 발전에 서로 다른 영향을 미치므로 초기 프로젝트에서는 특정 지역에 따른 지역 광원 데이터를 이해하고 데이터 계산을 수행해야 합니다.

국립 기상청 풍력 및 태양 에너지 평가 센터의 분류 기준에 따라 다양한 지역의 구체적인 일사량 데이터를 학습할 수 있으며 연간 총 일사량은 4개 등급으로 나뉩니다.

총 일사량 연간 조사량의 분류

따라서 같은 자원지역이라도 일년 내내 방사선량에는 큰 차이가 있습니다. 이는 동일한 시스템 구성, 즉 발전량 하에서 동일한 용량 비율이 동일하지 않다는 것을 의미합니다. 동일한 발전량을 달성하려면 체적 비율을 변경하여 달성할 수 있습니다.

4. 부품 설치 각도
사용자 측 태양광 발전소에 대한 동일한 프로젝트에는 다양한 지붕 유형이 있으며 다양한 구성요소 설계 각도는 다양한 지붕 유형에 따라 관련되며 해당 구성요소가 받는 방사조도도 달라집니다. 예를 들어 절강성 산업 및 상업 프로젝트에는 유색 강철 타일 지붕과 콘크리트 지붕이 있으며 설계 경사각은 각각 3°와 18°입니다. 다양한 경사각에 대해 PV로 시뮬레이션한 경사면의 조사 데이터가 아래 그림에 나와 있습니다. 서로 다른 각도로 설치된 구성요소가 받는 방사조도가 다르다는 것을 알 수 있습니다. 분산 지붕이 대부분 타일로 이루어진 경우 동일한 용량을 갖는 구성 요소의 출력 에너지는 특정 경사각을 갖는 구성 요소의 출력 에너지보다 낮습니다.

3° 경사 각도 총 복사

18° 경사 각도 총 복사

03 용량 비율 디자인 아이디어
위의 분석에 따르면 용량 비율의 설계는 주로 인버터의 DC 액세스 용량을 조정하여 발전소의 전반적인 이점을 향상시키는 것입니다. 현재 용량 비율의 구성 방법은 주로 보상형 오버매칭과 능동적 오버매칭으로 구분됩니다.

1. 오버매칭 보상
보상적 오버매칭은 볼륨 비율을 조정하여 조명이 가장 좋을 때 인버터가 최대 부하 출력에 도달할 수 있음을 의미합니다. 이 방법은 태양광 발전 시스템의 부분 손실만 고려하고 구성 요소의 용량을 늘려(아래 그림 참조) 송전 과정에서 시스템 에너지 손실을 보상할 수 있으므로 인버터가 실제 사용됩니다. 전체 부하 출력 효과 및 클리핑 손실이 없습니다.

보상 오버매치 다이어그램

2. 적극적인 오버매칭
액티브 오버매칭은 보상 오버매칭을 기반으로 태양광 모듈의 용량을 지속적으로 늘려가는 것입니다(아래 그림 참조). 이 방법은 시스템 손실만을 고려하는 것이 아니라 투자비용, 수입 등을 종합적으로 고려하는 방법이다. 목표는 인버터의 전체 작동 시간을 적극적으로 연장하여 시스템의 평균 전력 비용(LCOE)을 최소화하고, 증가된 부품 투입 비용과 시스템의 발전 수입 간의 균형을 찾는 것입니다. 조명이 좋지 않은 경우에도 인버터는 전 부하 작업을 수행하므로 전 부하 작업 시간이 연장됩니다. 그러나 시스템의 실제 발전 곡선에는 그림과 같이 "피크 클리핑" 현상이 나타나며 일부 기간은 제한된 발전 작동 상태에 있습니다. 그러나 적절한 용량 비율에서는 시스템 전체의 LCOE가 가장 낮습니다. 즉, 이점이 증가합니다.

활성 오버매칭 다이어그램

아래 그림에서 볼 수 있듯이 LCOE는 용량 비율이 증가함에 따라 지속적으로 감소하고 있습니다. 보상초과율 지점에서는 시스템의 LCOE가 최저값에 도달하지 않습니다. 용량 비율을 활성 초과 비율 지점까지 더 높이면 시스템의 LCOE가 가장 낮은 값에 도달하고, 용량 비율을 더 높이면 LCOE가 증가합니다. 따라서 활성 오버매칭 지점은 시스템의 최적 용량 비율입니다.

LOCE/용량 비율 다이어그램

인버터의 경우 시스템의 최소 LCOE를 충족하려면 충분한 DC 측 초과 할당 기능이 필요합니다. 다양한 지역, 특히 조사 조건이 좋지 않은 지역의 경우 인버터의 정격 출력 시간을 연장하고 시스템의 LCOE 감소를 극대화합니다.

04 결론 및 제언
요약하면, 보상적 초과 할당과 능동적 초과 할당 계획은 태양광 발전 시스템의 효율성을 향상시키는 효과적인 수단이지만 각각 고유한 초점이 있습니다. 보상 오버매칭은 주로 시스템 손실 보상에 중점을 두는 반면, 액티브 오버매칭은 입력 증가와 소득 개선 사이의 균형을 찾는 데 더 중점을 둡니다. 따라서 실제 프로젝트에서는 프로젝트 요구 사항에 따라 적절한 용량 비율 구성 방식을 종합적으로 선택하는 것이 좋습니다.