Da den globale efterspørgsel efter vedvarende energi fortsætter med at vokse, har fotovoltaisk elproduktionsteknologi udviklet sig hurtigt. Som kernebærer af fotovoltaisk elproduktionsteknologi påvirker fotovoltaisk kraftværks designrationalitet direkte kraftværkets effektivitet, driftsstabilitet og økonomiske fordele. Blandt dem er kapacitetsforholdet en nøgleparameter i design af solcelleværker og har en vigtig indflydelse på kraftværkets samlede ydeevne.
01
Oversigt over solcelleanlægs kapacitetsforhold
Fotovoltaisk kraftværks kapacitetsforhold refererer til forholdet mellem den installerede kapacitet af fotovoltaiske moduler og kapaciteten af inverterudstyr. På grund af ustabiliteten af fotovoltaisk elproduktion og den store påvirkning af miljøet, vil kapacitetsforholdet mellem fotovoltaiske kraftværker, der blot er konfigureret i henhold til den installerede kapacitet af fotovoltaiske moduler på 1:1, forårsage spild af fotovoltaisk inverterkapacitet. Derfor er det nødvendigt at øge kapaciteten af solcelleanlægget under forudsætning af stabil drift af solcelleanlægget. For energiproduktionseffektivitet i fotovoltaiske systemer bør det optimale kapacitetsforhold være større end 1:1. Rationelt design af kapacitetsforhold kan ikke kun maksimere strømproduktionen, men også tilpasse sig forskellige lysforhold og klare nogle systemtab.
02
Hovedpåvirkningsfaktorer for volumenforhold
Et rimeligt kapacitets-til-fordelingsforhold design skal overvejes grundigt baseret på situationen for det specifikke projekt. Faktorer, der påvirker kapacitet-til-fordelingsforholdet omfatter komponentdæmpning, systemtab, irradians, komponentinstallationshældning osv. Den specifikke analyse er som følger.
1. Komponentdæmpning
Under betingelse af normal aldring og dæmpning er den aktuelle dæmpning af moduler i det første år omkring 1%, og dæmpningen af modulerne efter det andet år vil ændre sig lineært. Nedbrydningshastigheden i 30 år er omkring 13%, hvilket betyder, at den årlige elproduktionskapacitet for modulet er faldende, den nominelle effekt kan ikke opretholdes kontinuerligt. Derfor skal det fotovoltaiske kapacitetsforholdsdesign tage højde for komponentdæmpningen i hele kraftværkets livscyklus for at maksimere matchningen af komponentkraftproduktion og forbedre systemets effektivitet.
2. Systemtab
I solcelleanlægget er der forskellige tab mellem solcellemodulerne og inverterudgangen, herunder tab af serie- og parallelkomponenter og afskærmningsstøv, DC kabeltab, solcelleinvertertab osv. Tabene i hvert led vil påvirke inverteren af solcelleværket. konverterens faktiske udgangseffekt.
I projektapplikationer kan PVsyst bruges til at simulere projektets faktiske konfiguration og skyggetab; generelt er solcelleanlæggets DC-sidetab ca. 7-12%, invertertabet er ca. 1-2%, og det samlede tab er ca. 8-13%; Derfor er der en tabsafvigelse mellem den installerede kapacitet af solcellemoduler og de faktiske strømproduktionsdata. Hvis en fotovoltaisk inverter vælges baseret på modulets installationskapacitet og et kapacitetsforhold på 1:1, er den faktiske maksimale udgangskapacitet for inverteren kun ca. 90% af inverterens nominelle kapacitet. Selv når belysningen er bedst, vil inverteren ikke arbejde ved fuld belastning reducerer udnyttelsen af inverteren og systemet.
3. Forskellige områder har forskellige irradianser
Modulet kan kun nå den nominelle udgangseffekt under STC-arbejdsforhold (STC-arbejdsforhold: lysintensitet 1000W/m², batteritemperatur 25 grader, luftkvalitet 1,5). Hvis arbejdsforholdene ikke opfylder STC-betingelserne, skal solcellemodulets udgangseffekt være mindre end dets nominelle effekt, og tidsfordelingen af lysressourcer inden for en dag kan ikke alle opfylde STC-betingelserne, hovedsageligt på grund af de store forskelle i irradians , temperatur osv. om morgenen, midten og aftenen; samtidig har forskellige irradianser og miljøer i forskellige regioner forskellige indvirkninger på elproduktionen af solcellemoduler. , så i den tidlige fase af projektet er det nødvendigt at forstå de lokale lysressourcedata i henhold til det specifikke område og foretage databeregninger.
Derfor er der selv i samme ressourceområde store forskelle i bestrålingen hen over året. Dette betyder, at den samme systemkonfiguration, dvs. elproduktionskapaciteten er forskellig under det samme kapacitetsforhold. For at opnå den samme elproduktion kan det opnås ved at ændre kapacitetsforholdet.
4. Komponentinstallationshældningsvinkel
Der vil være forskellige tagtyper i det samme projekt af fotovoltaiske kraftværker på brugersiden, og forskellige tagtyper vil involvere forskellige komponentdesignede hældningsvinkler, og irradiansen modtaget af de tilsvarende komponenter vil også være forskellig; for eksempel i et industrielt og kommercielt projekt i Zhejiang. Der er farveståltegltage og betontage, og designhældningsvinklerne er henholdsvis 3 grader og 18 grader. Forskellige hældningsvinkler simuleres gennem PV, og bestrålingsdataene for den skrå overflade er vist i figuren nedenfor; du kan se bestrålingen modtaget af komponenter installeret i forskellige vinkler. Graden er anderledes. For eksempel, hvis fordelte tage for det meste er teglbelagt, vil udgangsenergien for komponenter med samme kapacitet være lavere end dem med en vis hældning.
03
Designideer for kapacitetsforhold
Baseret på ovenstående analyse er designet af kapacitetsforholdet hovedsageligt at forbedre kraftværkets samlede effektivitet ved at justere DC-sideadgangskapaciteten af inverteren; de nuværende konfigurationsmetoder for kapacitetsforholdet er hovedsageligt opdelt i kompensationsoverforsyning og aktiv overforsyning.
1. Kompensation for overtildeling
At kompensere over-matching betyder at justere kapacitet-til-match-forholdet, så inverteren kan nå fuld belastning, når belysningen er bedst. Denne metode tager kun højde for en del af de tab, der findes i solcelleanlægget. Ved at øge komponenternes kapacitet (som vist i nedenstående figur) kan systemtabene under energitransmission kompenseres, så vekselretteren kan nå fuld belastning ved faktisk brug. effekt uden maksimalt kliptab.
2. Aktiv overallokering
Aktiv overforsyning er at fortsætte med at øge kapaciteten af solcellemoduler på basis af kompensation for overforsyning (som vist i nedenstående figur). Denne metode tager ikke kun hensyn til systemtab, men tager også omfattende hensyn til faktorer som investeringsomkostninger og -fordele. Målet er aktivt at forlænge inverterens driftstid for fuld belastning for at finde en balance mellem de øgede komponentinvesteringsomkostninger og systemets elproduktionsindtægter, for at minimere systemets gennemsnitlige elektricitetsomkostninger (LCOE). Selv når belysningen er dårlig, kører inverteren stadig ved fuld belastning, hvilket forlænger driftstiden for fuld belastning; systemets faktiske strømproduktionskurve vil dog have et "peak clipping"-fænomen som vist på figuren, og det vil være på grænsen i nogle perioder. Send arbejdsstatus. Men under det passende kapacitetsforhold er systemets samlede LCOE den laveste, det vil sige, at omsætningen stiger.
Forholdet mellem kompenseret over-matching, aktiv over-matching og LCOE er vist i figuren nedenfor. LCOE fortsætter med at falde, efterhånden som kapacitetsmatchningsforholdet stiger. Ved kompensationsovermatchingspunktet når systemets LCOE ikke den laveste værdi. Hvis kapacitetstilpasningsforholdet øges yderligere til det aktive overtilpasningspunkt, når systemets LCOE LCOE minimum. Hvis kapacitetsforholdet fortsætter med at blive øget, vil LCOE stige. Derfor er det aktive overfordelingspunkt systemets optimale kapacitetsforhold.
For vekselretteren kræver det, at systemets laveste LCOE opfyldes, tilstrækkelig DC-side overforsyningskapacitet. For forskellige regioner, især dem med dårlige bestrålingsforhold, er der behov for højere aktive overforsyningsløsninger for at opnå udvidet inversion. Inverterens nominelle outputtid kan maksimeres for at reducere systemets LCOE; for eksempel understøtter Growatt fotovoltaiske invertere 1,5 gange overforsyning på DC-siden, hvilket kan opfylde kompatibiliteten af aktiv overforsyning på de fleste områder.
04
konklusion og forslag
For at opsummere er både kompenseret overforsyning og aktiv overforsyningsordninger effektive midler til at forbedre effektiviteten af solcelleanlæg, men hver har sin egen vægt. Kompenserende overforsyning fokuserer hovedsageligt på at kompensere systemtab, mens aktiv overforsyning fokuserer mere på at finde en balance mellem at øge investeringerne og forbedre indtægterne; Derfor anbefales det i faktiske projekter at udvælge en passende konfigurationsplan for kapacitetsforsyningsforhold baseret på projektbehov.