Καθώς η παγκόσμια ζήτηση για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συνεχίζει να αυξάνεται, η τεχνολογία παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας έχει αναπτυχθεί γρήγορα. Ως βασικός φορέας της τεχνολογίας παραγωγής φωτοβολταϊκών ενέργειας, ο ορθολογισμός σχεδιασμού του φωτοβολταϊκού σταθμού επηρεάζει άμεσα την απόδοση παραγωγής ενέργειας, τη λειτουργική σταθερότητα και τα οικονομικά οφέλη του σταθμού παραγωγής ενέργειας. Μεταξύ αυτών, η αναλογία χωρητικότητας αποτελεί βασική παράμετρο στο σχεδιασμό των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας και έχει σημαντικό αντίκτυπο στη συνολική απόδοση του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
01
Επισκόπηση της αναλογίας χωρητικότητας του φωτοβολταϊκού σταθμού
Ο λόγος χωρητικότητας φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αναφέρεται στην αναλογία της εγκατεστημένης ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων προς τη χωρητικότητα του εξοπλισμού του μετατροπέα. Λόγω της αστάθειας της παραγωγής φωτοβολταϊκών και των μεγάλων επιπτώσεων του περιβάλλοντος, η αναλογία χωρητικότητας των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής απλά διαμορφωμένη σύμφωνα με την εγκατεστημένη ισχύ των φωτοβολταϊκών μονάδων σε 1:1 θα προκαλέσει σπατάλη της χωρητικότητας του φωτοβολταϊκού μετατροπέα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η χωρητικότητα του φωτοβολταϊκού συστήματος υπό την προϋπόθεση της σταθερής λειτουργίας του φωτοβολταϊκού συστήματος. Για την απόδοση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του φωτοβολταϊκού συστήματος, ο σχεδιασμός της βέλτιστης αναλογίας χωρητικότητας θα πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 1:1. Ο ορθολογικός σχεδιασμός του λόγου χωρητικότητας μπορεί όχι μόνο να μεγιστοποιήσει την παραγωγή ενέργειας, αλλά και να προσαρμοστεί σε διαφορετικές συνθήκες φωτισμού και να αντιμετωπίσει ορισμένες απώλειες του συστήματος.
02
Κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την αναλογία όγκου
Ο σχεδιασμός της λογικής αναλογίας χωρητικότητας προς διανομή πρέπει να εξεταστεί πλήρως με βάση την κατάσταση του συγκεκριμένου έργου. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αναλογία χωρητικότητας προς διανομή περιλαμβάνουν την εξασθένηση εξαρτημάτων, την απώλεια συστήματος, την ακτινοβολία, την κλίση εγκατάστασης εξαρτημάτων κ.λπ. Η συγκεκριμένη ανάλυση είναι η εξής.
1. Εξασθένιση εξαρτήματος
Υπό την προϋπόθεση της κανονικής γήρανσης και εξασθένησης, η τρέχουσα εξασθένηση των μονάδων κατά το πρώτο έτος είναι περίπου 1%, και η εξασθένηση των μονάδων μετά το δεύτερο έτος θα αλλάξει γραμμικά. Ο ρυθμός αποσύνθεσης σε 30 χρόνια είναι περίπου 13%, πράγμα που σημαίνει ότι η ετήσια ικανότητα παραγωγής ενέργειας της μονάδας μειώνεται, η ονομαστική ισχύς εξόδου δεν μπορεί να διατηρηθεί συνεχώς. Επομένως, ο σχεδιασμός του λόγου ισχύος των φωτοβολταϊκών πρέπει να λαμβάνει υπόψη την εξασθένηση των εξαρτημάτων κατά τη διάρκεια ολόκληρου του κύκλου ζωής του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής για να μεγιστοποιηθεί η αντιστοίχιση της παραγωγής ενέργειας των εξαρτημάτων και να βελτιωθεί η απόδοση του συστήματος.
2. Απώλεια συστήματος
Στο φωτοβολταϊκό σύστημα, υπάρχουν διάφορες απώλειες μεταξύ των φωτοβολταϊκών μονάδων και της εξόδου του μετατροπέα, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας σειρών και παράλληλων εξαρτημάτων και της σκόνης θωράκισης, απώλεια καλωδίου DC, απώλεια φωτοβολταϊκού μετατροπέα κ.λπ. Οι απώλειες σε κάθε ζεύξη θα επηρεάσουν τον μετατροπέα του φωτοβολταϊκού σταθμού. την πραγματική ισχύ εξόδου του μετατροπέα.
Σε εφαρμογές έργου, το PVsyst μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της πραγματικής διαμόρφωσης και απώλειας σκίασης του έργου. γενικά, η πλευρική απώλεια DC του φωτοβολταϊκού συστήματος είναι περίπου 7-12%, η απώλεια μετατροπέα είναι περίπου 1-2%, και η συνολική απώλεια είναι περίπου 8-13%· Επομένως, υπάρχει μια απόκλιση απώλειας μεταξύ της εγκατεστημένης ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων και των πραγματικών δεδομένων παραγωγής ενέργειας. Εάν επιλεγεί ένας φωτοβολταϊκός μετατροπέας με βάση τη χωρητικότητα εγκατάστασης της μονάδας και την αναλογία χωρητικότητας 1:1, η πραγματική μέγιστη χωρητικότητα εξόδου του μετατροπέα είναι μόνο περίπου το 90% της ονομαστικής χωρητικότητας του μετατροπέα. Ακόμη και όταν ο φωτισμός είναι στα καλύτερά του, ο μετατροπέας δεν λειτουργεί με πλήρες φορτίο μειώνει τη χρήση του μετατροπέα και του συστήματος.
3. Διαφορετικές περιοχές έχουν διαφορετική ακτινοβολία
Η μονάδα μπορεί να φτάσει την ονομαστική ισχύ εξόδου μόνο υπό συνθήκες εργασίας STC (συνθήκες εργασίας STC: ένταση φωτός 1000W/m², θερμοκρασία μπαταρίας 25 μοίρες, ποιότητα αέρα 1,5). Εάν οι συνθήκες εργασίας δεν πληρούν τις συνθήκες STC, η ισχύς εξόδου της φωτοβολταϊκής μονάδας πρέπει να είναι μικρότερη από την ονομαστική της ισχύ και η χρονική κατανομή των πόρων φωτός μέσα σε μια ημέρα δεν μπορεί να πληροί όλες τις συνθήκες STC, κυρίως λόγω των μεγάλων διαφορών στην ακτινοβολία , θερμοκρασία κ.λπ. το πρωί, το μέσο και το βράδυ. Ταυτόχρονα, διαφορετικές ακτινοβολίες και περιβάλλοντα σε διαφορετικές περιοχές έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στην παραγωγή ενέργειας των φωτοβολταϊκών μονάδων. , επομένως στο αρχικό στάδιο του έργου, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τα δεδομένα των τοπικών πόρων φωτισμού σύμφωνα με τη συγκεκριμένη περιοχή και να πραγματοποιήσουμε υπολογισμούς δεδομένων.
Επομένως, ακόμη και στην ίδια περιοχή πόρων, υπάρχουν μεγάλες διαφορές στην ακτινοβολία καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Αυτό σημαίνει ότι η ίδια διαμόρφωση συστήματος, δηλαδή η ικανότητα παραγωγής ενέργειας είναι διαφορετική κάτω από την ίδια αναλογία χωρητικότητας. Για να επιτευχθεί η ίδια παραγωγή ενέργειας, μπορεί να επιτευχθεί αλλάζοντας την αναλογία χωρητικότητας.
4. Γωνία κλίσης εγκατάστασης εξαρτήματος
Θα υπάρχουν διαφορετικοί τύποι στέγης στο ίδιο έργο φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής από την πλευρά του χρήστη και διαφορετικοί τύποι στέγης θα περιλαμβάνουν διαφορετικές γωνίες κλίσης σχεδιασμού εξαρτημάτων και η ακτινοβολία που λαμβάνεται από τα αντίστοιχα εξαρτήματα θα είναι επίσης διαφορετική. για παράδειγμα, σε ένα βιομηχανικό και εμπορικό έργο στο Zhejiang Υπάρχουν έγχρωμες στέγες από κεραμίδια από χάλυβα και στέγες από σκυρόδεμα και οι γωνίες κλίσης σχεδιασμού είναι 3 μοίρες και 18 μοίρες αντίστοιχα. Διαφορετικές γωνίες κλίσης προσομοιώνονται μέσω Φ/Β και τα δεδομένα ακτινοβολίας της κεκλιμένης επιφάνειας φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. μπορείτε να δείτε την ακτινοβολία που λαμβάνεται από εξαρτήματα εγκατεστημένα σε διαφορετικές γωνίες. Ο βαθμός είναι διαφορετικός. Για παράδειγμα, εάν οι κατανεμημένες στέγες είναι ως επί το πλείστον με πλακάκια, η ενέργεια εξόδου των εξαρτημάτων με την ίδια χωρητικότητα θα είναι χαμηλότερη από εκείνων με μια συγκεκριμένη κλίση.
03
Ιδέες σχεδιασμού αναλογίας χωρητικότητας
Με βάση την παραπάνω ανάλυση, ο σχεδιασμός της αναλογίας χωρητικότητας είναι κυρίως για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προσαρμόζοντας την ικανότητα πλευρικής πρόσβασης DC του μετατροπέα. Οι τρέχουσες μέθοδοι διαμόρφωσης της αναλογίας χωρητικότητας χωρίζονται κυρίως σε υπερτροφοδότηση αντιστάθμισης και ενεργητική υπερτροφοδότηση.
1. Αποζημίωση για υπερκατανομή
Αντιστάθμιση υπερβολικής αντιστοίχισης σημαίνει προσαρμογή της αναλογίας χωρητικότητας προς αντιστοίχιση έτσι ώστε ο μετατροπέας να μπορεί να φτάσει στην έξοδο πλήρους φορτίου όταν ο φωτισμός είναι καλύτερος. Αυτή η μέθοδος λαμβάνει υπόψη μόνο μέρος των απωλειών που υπάρχουν στο φωτοβολταϊκό σύστημα. Αυξάνοντας την χωρητικότητα των εξαρτημάτων (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα), μπορούν να αντισταθμιστούν οι απώλειες του συστήματος κατά τη μετάδοση ενέργειας, έτσι ώστε ο μετατροπέας να μπορεί να φτάσει στην έξοδο πλήρους φορτίου κατά την πραγματική χρήση. εφέ χωρίς απώλεια αποκοπής κορυφής.
2. Ενεργή υπερκατανομή
Η ενεργή υπερτροφοδότηση συνίσταται στη συνέχιση της αύξησης της χωρητικότητας των φωτοβολταϊκών μονάδων με βάση την αντιστάθμιση της υπερπαροχής (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα). Αυτή η μέθοδος όχι μόνο λαμβάνει υπόψη τις απώλειες του συστήματος, αλλά επίσης εξετάζει συνολικά παράγοντες όπως το κόστος και τα οφέλη της επένδυσης. Ο στόχος είναι να επεκταθεί ενεργά ο χρόνος λειτουργίας πλήρους φορτίου του μετατροπέα για να βρεθεί μια ισορροπία μεταξύ του αυξημένου κόστους επένδυσης εξαρτημάτων και των εσόδων παραγωγής ενέργειας του συστήματος, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί το μέσο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος (LCOE). Ακόμη και όταν ο φωτισμός είναι ανεπαρκής, ο μετατροπέας εξακολουθεί να λειτουργεί με πλήρες φορτίο, παρατείνοντας έτσι τον χρόνο λειτουργίας πλήρους φορτίου. Ωστόσο, η πραγματική καμπύλη παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος θα έχει ένα φαινόμενο "αποκοπής αιχμής" όπως φαίνεται στο σχήμα, και θα είναι στο όριο για ορισμένες χρονικές περιόδους. Αποστολή κατάστασης εργασίας. Ωστόσο, με την κατάλληλη αναλογία χωρητικότητας, το συνολικό LCOE του συστήματος είναι το χαμηλότερο, δηλαδή τα έσοδα αυξάνονται.
Η σχέση μεταξύ αντισταθμισμένης υπερ-αντίστοιχης, ενεργού υπερ-αντιστοιχίας και LCOE φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Το LCOE συνεχίζει να μειώνεται καθώς αυξάνεται η αναλογία αντιστοίχισης χωρητικότητας. Στο σημείο υπεραντίστοιχης αντιστάθμισης, το σύστημα LCOE δεν φτάνει τη χαμηλότερη τιμή. Εάν η αναλογία αντιστοίχισης χωρητικότητας αυξηθεί περαιτέρω στο ενεργό σημείο υπεραντιστοιχίας, το LCOE LCOE του συστήματος φτάνει στο ελάχιστο. Εάν η αναλογία χωρητικότητας συνεχίσει να αυξάνεται, το LCOE θα αυξηθεί. Επομένως, το ενεργό σημείο υπερκατανομής είναι η βέλτιστη τιμή αναλογίας χωρητικότητας του συστήματος.
Για τον μετατροπέα, ο τρόπος επίτευξης του χαμηλότερου LCOE του συστήματος απαιτεί επαρκή ικανότητα υπερτροφοδότησης από την πλευρά DC. Για διαφορετικές περιοχές, ειδικά εκείνες με κακές συνθήκες ακτινοβολίας, απαιτούνται λύσεις υψηλότερης ενεργητικής υπερπαροχής για να επιτευχθεί εκτεταμένη αναστροφή. Ο ονομαστικός χρόνος εξόδου του μετατροπέα μπορεί να μεγιστοποιηθεί για να μειωθεί το LCOE του συστήματος. για παράδειγμα, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς Growatt υποστηρίζουν 1,5 φορές υπερτροφοδότηση από την πλευρά DC, η οποία μπορεί να καλύψει τη συμβατότητα της ενεργού υπερτροφοδότησης στις περισσότερες περιοχές.
04
συμπέρασμα και πρόταση
Συνοψίζοντας, τόσο τα συστήματα υπερτροφοδότησης με αντιστάθμιση όσο και τα συστήματα ενεργητικής υπερπαροχής είναι αποτελεσματικά μέσα για τη βελτίωση της απόδοσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων, αλλά το καθένα έχει τη δική του έμφαση. Η αντισταθμιστική υπερτροφοδότηση επικεντρώνεται κυρίως στην αντιστάθμιση των ζημιών του συστήματος, ενώ η ενεργητική υπερτροφοδότηση εστιάζει περισσότερο στην εξεύρεση ισορροπίας μεταξύ της αύξησης των επενδύσεων και της βελτίωσης των εσόδων. Ως εκ τούτου, στα πραγματικά έργα, συνιστάται η συνολική επιλογή ενός κατάλληλου σχεδίου διαμόρφωσης λόγου παροχής χωρητικότητας με βάση τις ανάγκες του έργου.