Cum să proiectați în mod rezonabil raportul de capacitate al stațiilor fotovoltaice

Odată cu creșterea cererii globale de energie regenerabilă, tehnologia de generare a energiei fotovoltaice a fost dezvoltată rapid. În calitate de purtător de bază al tehnologiei de generare a energiei fotovoltaice, raționalitatea proiectării centralei fotovoltaice afectează în mod direct eficiența generării de energie, stabilitatea funcționării și beneficiile economice ale centralei electrice. Printre acestea, raportul de capacitate, ca parametru cheie în proiectarea centralei fotovoltaice, are un impact important asupra performanței generale a centralei. Scopul acestei lucrări este de a discuta despre modul de proiectare rațională a raportului de capacitate al centralei fotovoltaice pentru a îmbunătăți eficiența și economia de generare a energiei electrice.

01 Prezentare generală a raportului de capacitate a stației fotovoltaice
Raportul de capacitate al stației fotovoltaice se referă la raportul dintre capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice și capacitatea echipamentului invertor.
Datorită instabilității producției de energie fotovoltaică și motivului pentru care este foarte afectată de mediu, raportul de capacitate al stațiilor fotovoltaice pur și simplu în funcție de capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice configurația 1:1 va provoca pierderi de capacitate a invertorului fotovoltaic, astfel încât sistemul fotovoltaic Eficiența de generare a energiei este îmbunătățită sub premisa funcționării stabile a sistemului fotovoltaic, proiectarea optimă a raportului de capacitate ar trebui să fie mai mare de 1:1. Proiectarea rațională a raportului de capacitate poate nu numai să maximizeze puterea de ieșire, ci și să se adapteze la diferite condiții de iluminare și să facă față unor pierderi ale sistemului.

02 Principalii factori de influență ai raportului de volum
Proiectarea unui raport de capacitate rezonabil trebuie luată în considerare cuprinzător în funcție de situația specifică a proiectului. Factorii care afectează raportul de capacitate includ atenuarea componentelor, pierderea sistemului, iradierea, unghiul de instalare a componentelor etc. Analiza specifică este după cum urmează.

1. Atenuarea componentelor
În cazul decăderii normale a îmbătrânirii, atenuarea primului an al componentei curente este de aproximativ 1%, atenuarea componentei după al doilea an va prezenta o schimbare liniară, iar rata de atenuare de 30 de ani este de aproximativ 13%, adică capacitatea de generare anuală a componentei este în scădere, iar puterea nominală de ieșire nu poate fi menținută în mod continuu, astfel încât proiectarea raportului de capacitate fotovoltaică trebuie să țină cont de atenuarea componentei pe parcursul întregului ciclu de viață al centralei electrice. . Pentru a maximiza generarea de energie a componentelor potrivite și pentru a îmbunătăți eficiența sistemului.

Curba liniară de atenuare a puterii de 30 de ani a modulelor fotovoltaice

2. Pierderea sistemului
În sistemul fotovoltaic, există diverse pierderi între modulul fotovoltaic și ieșirea invertorului, inclusiv seria de module și pierderea de praf în paralel și bloc, pierderea cablului DC, pierderea invertorului fotovoltaic etc., pierderea fiecărei legături va afecta ieșirea reală. puterea invertorului centralei fotovoltaice.

Raport de simulare a centralei PVsyst PV

După cum se arată în figură, configurația reală și pierderea de ocluzie a proiectului pot fi simulate de PVsyst în aplicația de proiect; În circumstanțe normale, pierderea DC a sistemului fotovoltaic este de aproximativ 7-12%, pierderea invertorului este de aproximativ 1-2%, iar pierderea totală este de aproximativ 8-13%. Prin urmare, există o abatere de pierdere între capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice și datele reale de generare a energiei. Dacă capacitatea de instalare a componentei este selectată în funcție de raportul de capacitate 1:1 al invertorului fotovoltaic, capacitatea maximă de ieșire reală a invertorului este de numai aproximativ 90% din capacitatea nominală a invertorului, chiar și atunci când lumina este cea mai bună, invertorul nu este încărcat complet, reducând utilizarea invertorului și a sistemului.

3. Iradierea variază în diferite regiuni
Componenta poate atinge puterea nominală de ieșire numai în condiții de funcționare STC (condiții de funcționare STC: intensitatea luminii este de 1000 W/m², temperatura bateriei este de 25 ° C și calitatea atmosferică este de 1.5), dacă condițiile de lucru nu ating Condițiile STC, puterea de ieșire a modulului fotovoltaic este inevitabil mai mică decât puterea sa nominală, iar distribuția în timp a resurselor de lumină într-o zi nu poate îndeplini toate condițiile STC, în principal pentru că diferența dintre iradierea timpurie, mijlocie și târzie și temperatură este larg; În același timp, iradierea și mediul diferitelor regiuni au efecte diferite asupra producerii de energie a modulelor fotovoltaice, astfel încât proiectul inițial trebuie să înțeleagă datele locale despre resursele de lumină în funcție de regiunea specifică și să efectueze calculul datelor.

Conform standardelor de clasificare ale Centrului de Evaluare a Energiei Eoliene și Solare al Serviciului Național de Meteorologie, datele specifice ale iradierii în diferite regiuni pot fi învățate, iar iradierea totală anuală a radiației solare este împărțită în patru grade:

Clasificarea radiației solare totale iradiante anuală

Prin urmare, chiar și în aceeași zonă de resurse, există diferențe mari în cantitatea de radiații de-a lungul anului. Înseamnă că aceeași configurație a sistemului, adică același raport de capacitate sub generarea de energie, nu este același. Pentru a obține aceeași generare de energie, se poate realiza prin modificarea raportului de volum.

4. Unghiul de instalare a componentelor
Vor exista diferite tipuri de acoperiș în același proiect pentru centrala fotovoltaică din partea utilizatorului și vor fi implicate diferite unghiuri de proiectare a componentelor în funcție de diferite tipuri de acoperiș, iar iradierea primită de componentele corespunzătoare va fi, de asemenea, diferită. De exemplu, există acoperișuri din țiglă de oțel colorată și acoperișuri din beton într-un proiect industrial și comercial din provincia Zhejiang, iar unghiurile de înclinare de proiectare sunt de 3° și respectiv 18°. Datele de iradiere a planului înclinat simulate de PV pentru diferite unghiuri de înclinare sunt prezentate în figura de mai jos. Se poate observa că iradierea primită de componentele instalate în diferite unghiuri este diferită. Dacă acoperișul distribuit este în mare parte din țiglă, energia de ieșire a componentelor cu aceeași capacitate este mai mică decât cea a celor cu un anumit unghi de înclinare.

Înclinare 3° Unghi radiație totală

Înclinare 18° Unghi radiație totală

03 Idei de proiectare a raportului de capacitate
Conform analizei de mai sus, proiectarea raportului de capacitate este în principal pentru a îmbunătăți beneficiul general al centralei electrice prin ajustarea capacității de acces DC a invertorului. În prezent, metodele de configurare a raportului de capacitate sunt împărțite în principal în suprapotrivire compensatorie și suprapotrivire activă.

1. Compensați suprapotrivirea
Suprapotrivirea compensatorie înseamnă că, prin ajustarea raportului de volum, invertorul poate atinge puterea de sarcină maximă atunci când lumina este cea mai bună. Această metodă ține cont doar de pierderea parțială în sistemul fotovoltaic, prin creșterea capacității componentei (așa cum se arată în figura de mai jos), poate compensa pierderea de energie a sistemului în procesul de transport, astfel încât invertorul în utilizare efectivă efectul de ieșire la sarcină completă și nicio pierdere de tăiere.

Diagrama de depășire a compensației

2. Suprapotrivire activă
Suprapotrivirea activă înseamnă creșterea în continuare a capacității modulelor fotovoltaice pe baza suprapotrivirii compensației (după cum se arată în figura de mai jos). Această metodă nu ia în considerare doar pierderea sistemului, dar ia în considerare în mod cuprinzător costul investiției și veniturile și alți factori. Scopul este de a minimiza costul mediu al energiei (LCOE) al sistemului prin extinderea activă a timpului complet de lucru al invertorului, găsind un echilibru între costul de intrare a componentelor crescut și venitul generat de energie al sistemului. Chiar si in cazul iluminarii slabe, invertorul are si lucru la sarcina maxima, prelungind astfel timpul de lucru cu sarcina maxima; Cu toate acestea, curba reală de generare a energiei a sistemului va apărea fenomenul „decupării vârfului”, așa cum se arată în figură, iar unele perioade de timp sunt în stare de funcționare de generare limitată. Cu toate acestea, sub raportul de capacitate adecvat, LCOE al sistemului în ansamblu este cel mai scăzut, adică beneficiul este crescut.

Diagrama de suprapotrivire activă

După cum se arată în figura de mai jos, LCOE continuă să scadă odată cu creșterea raportului de capacitate. La punctul de raport de exces compensator, LCOE al sistemului nu atinge cea mai mică valoare. Când raportul de capacitate este crescut în continuare până la punctul activ al raportului în exces, LCOE al sistemului atinge cea mai mică valoare, iar LCOE va crește după ce raportul de capacitate este crescut în continuare. Prin urmare, punctul de depășire activ este raportul optim de capacitate al sistemului.

Diagrama raportului LOCE/ capacitate

Pentru invertoare, modul de îndeplinire a LCOE minim al sistemului necesită o capacitate suficientă de supraalocare pe partea de curent continuu pentru a realiza, pentru diferite regiuni, în special pentru zonele cu condiții slabe de iradiere, este necesară o schemă de supraalocare activă mai mare pentru a extinde timpul de ieșire nominal al invertorului și maximizarea reducerii LCOE a sistemului.

04 Concluzii și sugestii
În rezumat, supraalocarea compensatorie și schemele de supraalocare activă sunt mijloace eficiente de îmbunătățire a eficienței sistemelor fotovoltaice, dar fiecare are propriul accent. Suprapotrivirea compensației se concentrează în principal pe compensarea pierderii sistemului, în timp ce suprapotrivirea activă acordă mai multă atenție găsirii unui echilibru între creșterea inputului și îmbunătățirea veniturilor. Prin urmare, în proiectul propriu-zis, se recomandă selectarea completă a schemei de configurare a raportului de capacitate adecvată în funcție de cerințele proiectului.