Soluție de proiectare pentru raportul de putere DC/AC

În proiectarea sistemului de centrale fotovoltaice, raportul dintre capacitatea instalată a modulelor fotovoltaice și capacitatea nominală a invertorului este raportul de putere DC/AC,

Care este un parametru de proiectare foarte important. În „Standardul de eficiență a sistemului de generare a energiei fotovoltaice” lansat în 2012, raportul de capacitate este proiectat conform 1:1, dar din cauza influenței condițiilor de lumină și a temperaturii, modulele fotovoltaice nu pot atinge puterea nominală de cele mai multe ori, iar invertorul practic Toate funcționează la capacitate mai mică decât capacitatea maximă și de cele mai multe ori se află în stadiul de pierdere a capacității.

În standardul lansat la sfârșitul lunii octombrie 2020, raportul de capacitate al centralelor fotovoltaice a fost pe deplin liberalizat, iar raportul maxim de componente și invertoare a ajuns la 1,8:1. Noul standard va crește foarte mult cererea internă de componente și invertoare. Poate reduce costul energiei electrice și poate accelera sosirea erei parității fotovoltaice.

Această lucrare va lua ca exemplu sistemul fotovoltaic distribuit din Shandong și îl va analiza din perspectiva puterii reale de ieșire a modulelor fotovoltaice, a proporției de pierderi cauzate de supraprovizionare și a economiei.

01

Tendința de supraaprovizionare cu panouri solare

—

În prezent, supraprovizionarea medie a centralelor fotovoltaice în lume este între 120% și 140%. Motivul principal pentru supraprovizionare este că modulele fotovoltaice nu pot atinge puterea de vârf ideală în timpul funcționării efective. Factorii de influență includ:

1).Intensitate insuficientă a radiațiilor (iarna)

2).Temperatura ambianta

3). Blocarea murdăriei și a prafului

4). Orientarea modulului solar nu este optimă pe tot parcursul zilei (parantezele de urmărire sunt mai puțin importante)

5). Atenuarea modulului solar: 3% în primul an, 0,7% pe an ulterior

6).Potrivirea pierderilor în interiorul și între șirurile de module solare

Curbe zilnice de generare a energiei cu diferite rapoarte de supraaprovizionare

În ultimii ani, rata de supraaprovizionare a sistemelor fotovoltaice a prezentat o tendință de creștere.

Pe lângă motivele pierderii sistemului, scăderea în continuare a prețurilor componentelor în ultimii ani și îmbunătățirea tehnologiei invertorului au condus la creșterea numărului de șiruri care pot fi conectate, făcând supraprovizionarea din ce în ce mai economică. , supraprovizionarea componentelor poate reduce, de asemenea, costul energiei electrice, îmbunătățind astfel rata internă de rentabilitate a proiectului, astfel încât capacitatea anti-risc a investiției în proiect este crescută.

În plus, modulele fotovoltaice de mare putere au devenit tendința principală în dezvoltarea industriei fotovoltaice în această etapă, ceea ce crește și mai mult posibilitatea supraprovizionarii componentelor și creșterea capacității instalate fotovoltaice de uz casnic.

Pe baza factorilor de mai sus, supraprovizionarea a devenit tendința de proiectare a proiectelor fotovoltaice.

02

Generarea energiei și analiza costurilor

—

Luând ca exemplu centrala fotovoltaică de uz casnic de 6 kW investită de proprietar, sunt selectate module LONGi 540W, care sunt utilizate în mod obișnuit pe piața distribuită. Se estimează că se pot produce în medie 20 kWh de energie electrică pe zi, iar capacitatea anuală de generare a energiei este de aproximativ 7.300 kWh.

Conform parametrilor electrici ai componentelor, curentul de lucru al punctului maxim de lucru este de 13A. Alegeți invertorul mainstream GoodWe GW6000-DNS-30 de pe piață. Curentul maxim de intrare al acestui invertor este de 16A, care se poate adapta la piața actuală. componente de curent ridicat. Luând ca referință valoarea medie pe 30 de ani a radiației totale anuale a resurselor luminoase din orașul Yantai, provincia Shandong, au fost analizate diferite sisteme cu diferite rapoarte de supra-proporție.

2.1 eficiența sistemului

Pe de o parte, supraprovizionarea crește generarea de energie, dar, pe de altă parte, datorită creșterii numărului de module solare pe partea de curent continuu, pierderea de potrivire a modulelor solare din șirul solar și pierderea Creșterea liniei DC, astfel încât există un raport de capacitate optim, maximizați eficiența sistemului. După simularea PVsyst, poate fi obținută eficiența sistemului în diferite rapoarte de capacitate a sistemului de 6kVA. După cum se arată în tabelul de mai jos, atunci când raportul de capacitate este de aproximativ 1,1, eficiența sistemului atinge maximul, ceea ce înseamnă, de asemenea, că rata de utilizare a componentelor este cea mai mare în acest moment.

Eficiența sistemului și generarea anuală de energie cu diferite rate de capacitate

2.2 generarea de energie și venituri

În funcție de eficiența sistemului în diferite rapoarte de supraaprovizionare și rata de decădere teoretică a modulelor în 20 de ani, se poate obține generarea anuală de energie în diferite rapoarte de furnizare a capacității. În funcție de prețul electricității în rețea de 0,395 yuani/kWh (prețul de referință al energiei electrice pentru cărbunele desulfurat în Shandong), se calculează venitul anual din vânzările de energie electrică. Rezultatele calculului sunt prezentate în tabelul de mai sus.

2.3 Analiza costurilor

Costul este ceea ce îi preocupă mai mult utilizatorii proiectelor fotovoltaice de uz casnic. Printre acestea, modulele fotovoltaice și invertoarele sunt principalele materiale ale echipamentelor și alte materiale auxiliare, cum ar fi suporturi fotovoltaice, echipamente de protecție și cabluri, precum și costurile legate de instalare pentru proiect. construcție.În plus, utilizatorii trebuie să ia în considerare și costul întreținerii centralelor fotovoltaice. Costul mediu de întreținere reprezintă aproximativ 1% până la 3% din costul total al investiției. În costul total, modulele fotovoltaice reprezintă aproximativ 50% până la 60%. Pe baza elementelor de cheltuieli de mai sus, prețul unitar al costului fotovoltaic pentru uz casnic este aproximativ așa cum se arată în următorul tabel:

Costul estimat al sistemelor fotovoltaice rezidențiale

Din cauza ratelor diferite de supraprovizionare, costul sistemului va varia, de asemenea, inclusiv componentele, suporturile, cablurile DC și taxele de instalare. Conform tabelului de mai sus, costul diferitelor rate de supraprovizionare poate fi calculat, așa cum se arată în figura de mai jos.

Costurile, beneficiile și eficiența sistemului în cadrul diferitelor rapoarte de supraprovizionare

03

Analiza beneficiilor incrementale

—

Din analiza de mai sus se poate observa că, deși generarea anuală de energie și veniturile vor crește odată cu creșterea ratei de supraprovizionare, costul investiției va crește și el. În plus, tabelul de mai sus arată că eficiența sistemului este de 1,1 ori mai mare Cel mai bun atunci când este asociat. Prin urmare, din punct de vedere tehnic, o suprapondere de 1,1 ori este optimă.

Cu toate acestea, din perspectiva investitorilor, nu este suficient să luăm în considerare proiectarea sistemelor fotovoltaice din perspectivă tehnică. De asemenea, este necesar să se analizeze impactul supraalocarii asupra veniturilor din investiții din perspectivă economică.

În funcție de costul investiției și veniturile din generarea de energie în cadrul diferitelor rate de capacitate de mai sus, se pot calcula costul kWh al sistemului pentru 20 de ani și rata de rentabilitate internă înainte de impozitare.

LCOE și IRR sub diferite rate de supraprovizionare

După cum se poate observa din figura de mai sus, atunci când raportul de alocare a capacității este mic, generarea de energie și veniturile sistemului cresc odată cu creșterea raportului de alocare a capacității, iar veniturile crescute în acest moment pot acoperi costurile suplimentare datorate peste alocare. Când raportul de capacitate este prea mare, rata internă de rentabilitate a sistemului scade treptat din cauza unor factori precum creșterea treptată a limitei de putere a piesei adăugate și creșterea pierderii de linie. Când raportul de capacitate este de 1,5, rata internă de rentabilitate IRR a investiției în sistem este cea mai mare. Prin urmare, din punct de vedere economic, 1,5:1 este raportul optim de capacitate pentru acest sistem.

Prin aceeași metodă ca mai sus, raportul optim de capacitate a sistemului în diferite capacități este calculat din perspectiva economiei, iar rezultatele sunt următoarele:

04

Epilog

—

Prin utilizarea datelor despre resursele solare din Shandong, în condițiile unor rapoarte de capacitate diferite, se calculează puterea de ieșire a modulului fotovoltaic care ajunge la invertor după pierdere. Când raportul de capacitate este de 1,1, pierderea sistemului este cea mai mică, iar rata de utilizare a componentelor este cea mai mare în acest moment. Cu toate acestea, din punct de vedere economic, când raportul de capacitate este de 1,5, veniturile proiectelor fotovoltaice sunt cele mai mari . Atunci când proiectați un sistem fotovoltaic, trebuie luată în considerare nu numai rata de utilizare a componentelor în funcție de factorii tehnici, ci și economia este cheia proiectării proiectului.Prin calculul economic, sistemul de 8kW 1.3 este cel mai economic când este supraprovizionat, sistemul de 10kW 1.2 este cel mai economic când este supraprovizionat, iar sistemul de 15kW 1.2 este cel mai economic când este supraprovizionat. .

Atunci când se folosește aceeași metodă pentru calculul economic al raportului de capacitate în industrie și comerț, datorită reducerii costului pe watt al sistemului, raportul de capacitate optim din punct de vedere economic va fi mai mare. În plus, din motive de piață, și costul sistemelor fotovoltaice va varia foarte mult, ceea ce va afecta foarte mult calculul raportului optim de capacitate. Acesta este, de asemenea, motivul fundamental pentru care diferite țări au eliberat restricții privind raportul capacității de proiectare a sistemelor fotovoltaice.