Bagaimana untuk mereka bentuk nisbah kapasiti stesen fotovoltaik secara munasabah

Dengan permintaan global yang semakin meningkat untuk tenaga boleh diperbaharui, teknologi penjanaan kuasa fotovoltaik telah dibangunkan dengan pantas. Sebagai pembawa teras teknologi penjanaan kuasa fotovoltaik, rasionaliti reka bentuk stesen janakuasa fotovoltaik secara langsung mempengaruhi kecekapan penjanaan kuasa, kestabilan operasi dan faedah ekonomi stesen janakuasa. Antaranya, nisbah kapasiti, sebagai parameter utama dalam reka bentuk stesen janakuasa fotovoltaik, mempunyai kesan penting ke atas prestasi keseluruhan stesen janakuasa. Tujuan kertas kerja ini adalah untuk membincangkan cara mereka bentuk nisbah kapasiti stesen janakuasa fotovoltaik secara rasional untuk meningkatkan kecekapan dan ekonomi penjanaan kuasa.

01 Gambaran keseluruhan nisbah kapasiti stesen fotovoltaik
Nisbah kapasiti stesen fotovoltaik merujuk kepada nisbah kapasiti dipasang modul fotovoltaik kepada kapasiti peralatan penyongsang.
Disebabkan oleh ketidakstabilan penjanaan kuasa fotovoltaik dan sebab ia sangat dipengaruhi oleh alam sekitar, nisbah kapasiti stesen fotovoltaik hanya mengikut kapasiti dipasang modul fotovoltaik konfigurasi 1:1 akan menyebabkan pembaziran kapasiti penyongsang fotovoltaik, jadi sistem fotovoltan kecekapan penjanaan kuasa dipertingkatkan di bawah premis operasi stabil sistem fotovoltaik, reka bentuk nisbah kapasiti optimum harus lebih besar daripada 1:1. Reka bentuk nisbah kapasiti rasional bukan sahaja dapat memaksimumkan output kuasa, tetapi juga menyesuaikan diri dengan keadaan pencahayaan yang berbeza dan mengatasi beberapa kehilangan sistem.

02 Faktor utama yang mempengaruhi nisbah isipadu
Reka bentuk nisbah kapasiti yang munasabah perlu dipertimbangkan secara menyeluruh mengikut situasi projek tertentu. Faktor yang mempengaruhi nisbah kapasiti termasuk pengecilan komponen, kehilangan sistem, sinaran, Sudut pemasangan komponen, dll. Analisis khusus adalah seperti berikut.

1. Pengecilan komponen
Dalam kes pereputan penuaan biasa, pengecilan tahun pertama komponen semasa adalah kira-kira 1%, pengecilan komponen selepas tahun kedua akan menunjukkan perubahan linear, dan kadar pengecilan selama 30 tahun adalah kira-kira 13%, iaitu, kapasiti penjanaan tahunan komponen semakin berkurangan, dan output kuasa undian tidak dapat dikekalkan secara berterusan, jadi reka bentuk nisbah kapasiti fotovoltaik perlu mengambil kira pengecilan komponen semasa keseluruhan kitaran hayat stesen janakuasa. . Untuk memaksimumkan penjanaan kuasa komponen yang dipadankan dan meningkatkan kecekapan sistem.

Keluk pengecilan kuasa linear 30 tahun modul fotovoltaik

2. Kehilangan sistem
Dalam sistem fotovoltaik, terdapat pelbagai kerugian antara modul fotovoltaik dan output penyongsang, termasuk siri modul dan selari dan kehilangan habuk blok, kehilangan kabel DC, kehilangan penyongsang fotovoltaik, dan lain-lain, kehilangan setiap pautan akan menjejaskan output sebenar kuasa penyongsang loji kuasa fotovoltaik.

Laporan simulasi loji kuasa PVsyst PV

Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, konfigurasi sebenar dan kehilangan oklusi projek boleh disimulasikan oleh PVsyst dalam aplikasi projek; Dalam keadaan biasa, kehilangan DC sistem fotovoltaik adalah kira-kira 7-12%, kehilangan penyongsang adalah kira-kira 1-2%, dan jumlah kerugian adalah kira-kira 8-13%. Oleh itu, terdapat sisihan kerugian antara kapasiti dipasang modul fotovoltaik dan data penjanaan kuasa sebenar. Jika kapasiti pemasangan komponen dipilih mengikut nisbah kapasiti 1:1 penyongsang fotovoltaik, kapasiti maksimum keluaran sebenar penyongsang hanyalah kira-kira 90% daripada kapasiti undian penyongsang, walaupun cahaya terbaik, penyongsang tidak dimuatkan sepenuhnya, mengurangkan penggunaan penyongsang dan sistem.

3. Sinaran berbeza-beza di kawasan yang berbeza
Komponen hanya boleh mencapai output kuasa terkadar di bawah keadaan operasi STC (keadaan operasi STC: Keamatan cahaya ialah 1000W/m², suhu bateri ialah 25°C, dan kualiti atmosfera ialah 1.5), jika keadaan kerja tidak mencapai Keadaan STC, kuasa keluaran modul fotovoltaik tidak dapat dielakkan kurang daripada kuasa undiannya, dan pengagihan masa sumber cahaya dalam sehari tidak dapat memenuhi semua syarat STC, terutamanya kerana perbezaan antara sinaran awal, pertengahan dan lewat dan suhu adalah besar; Pada masa yang sama, sinaran dan persekitaran kawasan yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza pada penjanaan kuasa modul fotovoltaik, jadi projek awal perlu memahami data sumber cahaya tempatan mengikut wilayah tertentu, dan menjalankan pengiraan data.

Mengikut piawaian klasifikasi Pusat Penilaian Angin dan Tenaga Suria Perkhidmatan Cuaca Kebangsaan, data khusus penyinaran di kawasan yang berbeza boleh dipelajari, dan jumlah penyinaran sinaran suria tahunan dibahagikan kepada empat gred:

Klasifikasi jumlah sinaran suria sinaran tahunan

Oleh itu, walaupun dalam kawasan sumber yang sama, terdapat perbezaan besar dalam jumlah sinaran sepanjang tahun. Ini bermakna konfigurasi sistem yang sama, iaitu nisbah kapasiti yang sama di bawah penjanaan kuasa adalah tidak sama. Untuk mencapai penjanaan kuasa yang sama, ia boleh dicapai dengan menukar nisbah volum.

4. Sudut pemasangan komponen
Terdapat jenis bumbung yang berbeza dalam projek yang sama untuk stesen janakuasa fotovoltaik sebelah pengguna, dan sudut reka bentuk komponen yang berbeza akan terlibat mengikut jenis bumbung yang berbeza, dan sinaran yang diterima oleh komponen yang sepadan juga akan berbeza. Sebagai contoh, terdapat bumbung jubin keluli berwarna dan bumbung konkrit dalam projek perindustrian dan komersial di Wilayah Zhejiang, dan sudut kecenderungan reka bentuk masing-masing ialah 3° dan 18°. Data penyinaran satah condong yang disimulasikan oleh PV untuk sudut kecondongan yang berbeza ditunjukkan dalam rajah di bawah. Dapat dilihat bahawa sinaran yang diterima oleh komponen yang dipasang pada sudut yang berbeza adalah berbeza. Jika bumbung teragih kebanyakannya berjubin, tenaga keluaran komponen dengan kapasiti yang sama adalah lebih rendah daripada yang mempunyai Sudut kecenderungan tertentu.

Sinaran jumlah sudut kecondongan 3°

Sinaran jumlah sudut kecondongan 18°

03 Idea reka bentuk nisbah kapasiti
Menurut analisis di atas, reka bentuk nisbah kapasiti adalah terutamanya untuk meningkatkan faedah keseluruhan stesen janakuasa dengan melaraskan kapasiti capaian DC penyongsang. Pada masa ini, kaedah konfigurasi nisbah kapasiti terbahagi terutamanya kepada pemadanan berlebihan pampasan dan pemadanan berlebihan aktif.

1. Mengimbangi padanan berlebihan
Pemadanan berlebihan pampasan bermakna dengan melaraskan nisbah kelantangan, penyongsang boleh mencapai output beban penuh apabila cahaya terbaik. Kaedah ini hanya mengambil kira kehilangan separa dalam sistem fotovoltaik, dengan meningkatkan kapasiti komponen (seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah), boleh mengimbangi kehilangan sistem tenaga dalam proses penghantaran, supaya penyongsang dalam penggunaan sebenar daripada kesan keluaran beban penuh, dan tiada kehilangan keratan.

Gambar rajah overmatch pampasan

2. Padanan berlebihan secara aktif
Padanan lampau aktif adalah untuk terus meningkatkan kapasiti modul fotovoltaik berdasarkan padanan terlebih pampasan (seperti ditunjukkan dalam rajah di bawah). Kaedah ini bukan sahaja mempertimbangkan kerugian sistem, tetapi juga secara komprehensif mempertimbangkan kos pelaburan dan pendapatan dan faktor lain. Matlamatnya adalah untuk meminimumkan kos kuasa purata (LCOE) sistem dengan memanjangkan masa kerja penuh penyongsang secara aktif, mencari keseimbangan antara peningkatan kos input komponen dan pendapatan penjanaan kuasa sistem. Walaupun dalam kes pencahayaan yang lemah, penyongsang juga mempunyai kerja beban penuh, dengan itu memanjangkan masa kerja beban penuh; Walau bagaimanapun, keluk penjanaan kuasa sebenar sistem akan muncul fenomena "keratan puncak" seperti yang ditunjukkan dalam rajah, dan beberapa tempoh masa berada dalam keadaan kerja penjanaan terhad. Walau bagaimanapun, di bawah nisbah kapasiti yang sesuai, LCOE sistem secara keseluruhan adalah yang paling rendah, iaitu, faedahnya meningkat.

Gambar rajah padanan berlebihan aktif

Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, LCOE terus menurun dengan peningkatan nisbah kapasiti. Pada titik nisbah lebihan pampasan, LCOE sistem tidak mencapai nilai terendah. Apabila nisbah kapasiti ditingkatkan lagi kepada titik nisbah lebihan aktif, LCOE sistem mencapai nilai terendah, dan LCOE akan meningkat selepas nisbah kapasiti ditingkatkan lagi. Oleh itu, titik pemadanan yang aktif ialah nisbah kapasiti optimum sistem.

Rajah nisbah LOCE/ kapasiti

Untuk penyongsang, bagaimana untuk memenuhi LCOE minimum sistem memerlukan keupayaan keseluruhan lokasi sisi DC yang mencukupi untuk dicapai, untuk kawasan yang berbeza, terutamanya untuk kawasan yang mempunyai keadaan penyinaran yang lemah, skim keseluruhan lokasi aktif yang lebih tinggi diperlukan untuk memanjangkan masa keluaran terkadar penyongsang dan memaksimumkan pengurangan LCOE sistem.

04 Kesimpulan dan Cadangan
Ringkasnya, penempatan keseluruhan pampasan dan skim keseluruhan lokasi aktif adalah cara yang berkesan untuk meningkatkan kecekapan sistem fotovoltaik, tetapi masing-masing mempunyai fokusnya sendiri. Pemadanan berlebihan pampasan tertumpu terutamanya pada pampasan kehilangan sistem, manakala pemadanan lebih aktif memberi lebih perhatian untuk mencari keseimbangan antara peningkatan input dan peningkatan pendapatan. Oleh itu, dalam projek sebenar, adalah disyorkan untuk memilih secara komprehensif skema konfigurasi nisbah kapasiti yang sesuai mengikut keperluan projek.