Hvordan rimelig utforme kapasitetsforholdet til solcellestasjoner Norge

Med den økende globale etterspørselen etter fornybar energi, har fotovoltaisk kraftproduksjonsteknologi blitt raskt utviklet. Som kjernebærer av fotovoltaisk kraftproduksjonsteknologi, påvirker designrasjonaliteten til fotovoltaisk kraftstasjon direkte kraftproduksjonseffektiviteten, driftsstabiliteten og økonomiske fordelene til kraftstasjonen. Blant dem har kapasitetsforholdet, som en nøkkelparameter i utformingen av solcellekraftverk, en viktig innvirkning på kraftstasjonens generelle ytelse. Hensikten med denne artikkelen er å diskutere hvordan man rasjonelt kan designe kapasitetsforholdet til fotovoltaiske kraftstasjoner for å forbedre kraftproduksjonens effektivitet og økonomi.

01 Oversikt over solcellestasjons kapasitetsforhold
Kapasitetsforholdet til fotovoltaiske stasjoner refererer til forholdet mellom installert kapasitet til fotovoltaiske moduler og kapasiteten til inverterutstyr.
På grunn av ustabiliteten til fotovoltaisk kraftproduksjon og grunnen til at den er sterkt påvirket av miljøet, vil kapasitetsforholdet til fotovoltaiske stasjoner ganske enkelt i henhold til den installerte kapasiteten til fotovoltaiske moduler 1:1-konfigurasjon forårsake sløsing med fotovoltaisk inverterkapasitet, så solcellesystemet kraftgenereringseffektiviteten er forbedret under forutsetningen om stabil drift av solcellesystemet, det optimale kapasitetsforholdet skal være større enn 1:1. Rasjonell kapasitetsforholdsdesign kan ikke bare maksimere kraftuttaket, men også tilpasse seg forskjellige lysforhold og takle noen systemtap.

02 Hovedpåvirkningsfaktorer for volumforhold
Design av rimelig kapasitetsforhold må vurderes grundig i henhold til den spesifikke prosjektsituasjonen. Faktorer som påvirker kapasitetsforholdet inkluderer komponentdemping, systemtap, irradians, komponentinstallasjonsvinkel osv. Spesifikk analyse er som følger.

1. Komponentdempning
I tilfelle av normal aldringsforfall, er dempningen av det første året av den nåværende komponenten omtrent 1%, dempningen av komponenten etter det andre året vil vise en lineær endring, og dempningsraten på 30 år er omtrent 13%, det vil si at den årlige produksjonskapasiteten til komponenten synker, og den nominelle utgangseffekten kan ikke opprettholdes kontinuerlig, så utformingen av det fotovoltaiske kapasitetsforholdet må ta hensyn til dempningen av komponenten i løpet av hele livssyklusen til kraftstasjonen . For å maksimere kraftgenereringen av matchede komponenter og forbedre systemets effektivitet.

30-års lineær effektdempningskurve for solcellemoduler

2. Systemtap
I solcelleanlegget er det forskjellige tap mellom solcellemodulen og omformerutgangen, inkludert modulserien og parallell- og blokkstøvtap, DC-kabeltap, solcelleomformertap, etc., tapet av hver kobling vil påvirke den faktiske utgangen kraften til fotovoltaisk kraftverksomformer.

PVsyst PV kraftverk simuleringsrapport

Som vist i figuren kan selve konfigurasjonen og okklusjonstapet av prosjektet simuleres av PVsyst i prosjektapplikasjonen; Under normale omstendigheter er DC-tapet til det fotovoltaiske systemet omtrent 7-12%, omformertapet er omtrent 1-2%, og det totale tapet er omtrent 8-13%. Derfor er det et tapsavvik mellom installert kapasitet til solcellemoduler og de faktiske strømgenereringsdataene. Hvis installasjonskapasiteten til komponenten velges i henhold til kapasitetsforholdet 1:1 til den fotovoltaiske omformeren, er den faktiske maksimale utgangskapasiteten til omformeren bare omtrent 90 % av omformerens nominelle kapasitet, selv når lyset er best, omformeren er ikke fullastet, noe som reduserer utnyttelsen av omformeren og systemet.

3. Innstråling varierer i ulike regioner
Komponenten kan bare nå nominell utgangseffekt under STC-driftsforhold (STC-driftsforhold: Lysintensiteten er 1000W/m², batteritemperaturen er 25°C og atmosfærisk kvalitet er 1.5), hvis arbeidsforholdene ikke når STC-forhold, utgangseffekten til den fotovoltaiske modulen er uunngåelig mindre enn dens nominelle effekt, og tidsfordelingen av lysressursene i løpet av en dag kan ikke alle oppfylle STC-forholdene, hovedsakelig fordi forskjellen mellom tidlig, middels og sen bestråling og temperatur er stor; Samtidig har innstrålingen og miljøet til forskjellige regioner forskjellige effekter på kraftproduksjonen til solcellemoduler, så det første prosjektet må forstå de lokale lysressursdataene i henhold til den spesifikke regionen, og utføre databeregning.

I henhold til klassifiseringsstandardene til Wind and Solar Energy Evaluation Center of the National Weather Service, kan de spesifikke dataene om bestråling i forskjellige regioner læres, og den totale årlige solstrålingsbestrålingen er delt inn i fire karakterer:

Klassifisering av total solinnstråling årlig irradians

Derfor er det også i samme ressursområde store forskjeller i strålingsmengde gjennom året. Det betyr at den samme systemkonfigurasjonen, det vil si det samme kapasitetsforholdet under kraftproduksjonen, ikke er det samme. For å oppnå samme kraftproduksjon kan det oppnås ved å endre volumforholdet.

4. Komponentinstallasjonsvinkel
Det vil være ulike taktyper i samme prosjekt for brukersiden solcellekraftverk, og ulike komponentdesignvinkler vil være involvert i henhold til ulike taktyper, og innstrålingen mottatt av de tilsvarende komponentene vil også være forskjellig. For eksempel er det fargede ståltegltak og betongtak i et industrielt og kommersielt prosjekt i Zhejiang-provinsen, og designhellingsvinklene er henholdsvis 3° og 18°. Bestrålingsdataene for skråplanet simulert av PV for forskjellige helningsvinkler er vist i figuren nedenfor. Det kan sees at innstrålingen mottatt av komponentene installert i forskjellige vinkler er forskjellig. Hvis det fordelte taket for det meste er flislagt, er utgangsenergien til komponentene med samme kapasitet lavere enn for de med en viss helningsvinkel.

3° tilt Vinkel total stråling

18° tilt Vinkel total stråling

03 Designideer for kapasitetsforhold
I følge analysen ovenfor er utformingen av kapasitetsforholdet hovedsakelig å forbedre den generelle fordelen av kraftstasjonen ved å justere DC-tilgangskapasiteten til omformeren. For tiden er konfigurasjonsmetodene for kapasitetsforhold hovedsakelig delt inn i kompenserende overmatching og aktiv overmatching.

1. Kompenser for overmatching
Kompensatorisk overtilpasning betyr at ved å justere volumforholdet kan omformeren nå full belastning når lyset er best. Denne metoden tar kun hensyn til det delvise tapet i solcelleanlegget, ved å øke kapasiteten til komponenten (som vist i figuren nedenfor), kan kompensere for systemtapet av energi i overføringsprosessen, slik at omformeren i selve bruken av full belastningseffekt, og ingen klippingstap.

Kompensasjonsovermatch-diagram

2. Aktiv overmatching
Aktiv overmatching er å fortsette å øke kapasiteten til solcellemoduler på grunnlag av kompensasjonsovermatching (som vist i figuren under). Denne metoden vurderer ikke bare systemtapet, men vurderer også investeringskostnadene og inntektene og andre faktorer. Målet er å minimere den gjennomsnittlige strømkostnaden (LCOE) til systemet ved å aktivt forlenge omformerens fulle arbeidstid, og finne en balanse mellom den økte komponentinngangskostnaden og systemets kraftproduksjonsinntekt. Selv ved dårlig belysning har omformeren også full belastningsarbeid, og forlenger dermed full belastningsarbeidstiden; Imidlertid vil den faktiske kraftgenereringskurven til systemet vises som fenomenet "peak clipping" som vist i figuren, og noen tidsperioder er i arbeidstilstand med begrenset generasjon. Imidlertid, under passende kapasitetsforhold, er LCOE for systemet som helhet den laveste, det vil si at fordelen økes.

Aktivt overmatchingsdiagram

Som vist i figuren nedenfor, fortsetter LCOE å synke med økningen i kapasitetsforholdet. Ved det kompenserende overskytsforholdet når ikke systemets LCOE den laveste verdien. Når kapasitetsforholdet økes ytterligere til det aktive overskuddsforholdspunktet, når systemets LCOE den laveste verdien, og LCOEen vil øke etter at kapasitetsforholdet er ytterligere økt. Derfor er det aktive overtilpasningspunktet det optimale kapasitetsforholdet til systemet.

LOCE/ kapasitetsforhold diagram

For vekselrettere, hvordan man skal oppfylle minimum LCOE for systemet krever tilstrekkelig DC-side overallokeringsevne for å oppnå, for forskjellige regioner, spesielt for områder med dårlige bestrålingsforhold, kreves det et høyere aktivt overallokeringsskjema for å forlenge den nominelle utgangstiden til omformeren og maksimere reduksjonen av systemets LCOE.

04 Konklusjoner og forslag
Oppsummert er kompenserende overallokering og aktive overallokeringsordninger effektive virkemidler for å forbedre effektiviteten til solcelleanlegg, men hver har sitt eget fokus. Kompensasjonsovermatching fokuserer hovedsakelig på kompensasjon av systemtap, mens aktiv overmatching legger mer vekt på å finne en balanse mellom å øke innsatsen og forbedre inntekten. Derfor, i det faktiske prosjektet, anbefales det å velge det passende konfigurasjonsskjemaet for kapasitetsforhold i henhold til prosjektkravene.