I takt med att den globala efterfrågan på förnybar energi fortsätter att växa, har solcellstekniken utvecklats snabbt. Som kärnkraftsbärare för solcellskraftproduktionsteknik påverkar solcellskraftverkets designrationalitet direkt kraftverkets effektivitet, driftsstabilitet och ekonomiska fördelar. Bland dem är kapacitetsförhållandet en nyckelparameter vid utformningen av solcellskraftverk och har en viktig inverkan på kraftverkets totala prestanda.
01
Översikt över solcellskraftverkens kapacitetsförhållande
Fotovoltaiska kraftverks kapacitetsförhållande hänvisar till förhållandet mellan den installerade kapaciteten hos fotovoltaiska moduler och kapaciteten hos inverterutrustning. På grund av instabiliteten hos fotovoltaisk kraftgenerering och den stora miljöpåverkan, kommer kapacitetsförhållandet för fotovoltaiska kraftverk som helt enkelt är konfigurerade enligt den installerade kapaciteten för fotovoltaiska moduler vid 1:1 att orsaka ett slöseri med fotovoltaisk växelriktarkapacitet. Därför är det nödvändigt att öka kapaciteten hos solcellssystemet under förutsättningen av stabil drift av solcellssystemet. För effektiv energigenerering av solceller bör den optimala kapacitetsförhållandet vara större än 1:1. Rationell design av kapacitetsförhållande kan inte bara maximera kraftgenereringseffekten, utan också anpassa sig till olika ljusförhållanden och klara av vissa systemförluster.
02
Huvudsakliga påverkande faktorer för volymförhållande
En rimlig utformning av förhållandet mellan kapacitet och distribution måste övervägas på ett heltäckande sätt baserat på situationen för det specifika projektet. Faktorer som påverkar förhållandet mellan kapacitet och distribution inkluderar komponentdämpning, systemförlust, irradians, komponentinstallationslutning etc. Den specifika analysen är som följer.
1. Komponentdämpning
Under villkoret av normal åldrande och dämpning är den nuvarande dämpningen av moduler under det första året cirka 1%, och dämpningen av modulerna efter det andra året kommer att förändras linjärt. Nedbrytningshastigheten på 30 år är cirka 13%, vilket innebär att den årliga kraftgenereringskapaciteten för modulen minskar, den nominella uteffekten kan inte upprätthållas kontinuerligt. Därför måste utformningen av fotovoltaisk kapacitetsförhållande ta hänsyn till komponentdämpningen under kraftstationens hela livscykel för att maximera matchningen av komponentkraftgenerering och förbättra systemets effektivitet.
2. Systemförlust
I solcellssystemet finns det olika förluster mellan solcellsmodulerna och växelriktarens utgång, inklusive förlust av serie- och parallellkomponenter och skärmningsdamm, DC-kabelförlust, solcellsväxelriktarförlust etc. Förlusterna i varje länk kommer att påverka omriktaren av solcellskraftverket. omvandlarens faktiska uteffekt.
I projektapplikationer kan PVsyst användas för att simulera projektets faktiska konfiguration och skuggförlust; i allmänhet är likströmsförlusten för solcellssystemet cirka 7-12%, växelriktarförlusten är cirka 1-2% och den totala förlusten är cirka 8-13%; Därför finns det en förlustavvikelse mellan den installerade kapaciteten för solcellsmoduler och den faktiska kraftgenereringsdata. Om en fotovoltaisk växelriktare väljs baserat på modulens installationskapacitet och ett kapacitetsförhållande på 1:1, är växelriktarens faktiska maximala uteffekt endast cirka 90 % av växelriktarens nominella kapacitet. Även när belysningen är som bäst kommer växelriktaren att inte arbeta vid full belastning minskar utnyttjandet av växelriktaren och systemet.
3. Olika områden har olika instrålning
Modulen kan endast nå märkeffekten under STC-arbetsförhållanden (STC-arbetsförhållanden: ljusintensitet 1000W/m², batteritemperatur 25 grader, luftkvalitet 1,5). Om arbetsförhållandena inte uppfyller STC-villkoren måste solcellsmodulens uteffekt vara mindre än dess märkeffekt, och tidsfördelningen av ljusresurser inom en dag kan inte alla uppfylla STC-villkoren, främst på grund av de stora skillnaderna i bestrålning , temperatur, etc. på morgonen, mitten och kvällen; samtidigt har olika instrålningar och miljöer i olika regioner olika inverkan på elproduktionen av solcellsmoduler. , så i ett tidigt skede av projektet är det nödvändigt att förstå de lokala ljusresursdata enligt det specifika området och utföra databeräkningar.
Därför är det även inom samma resursområde stora skillnader i bestrålning under hela året. Detta betyder att samma systemkonfiguration, det vill säga kraftgenereringskapaciteten är olika under samma kapacitetsförhållande. För att uppnå samma kraftproduktion kan det uppnås genom att ändra kapacitetsförhållandet.
4. Komponentinstallation lutningsvinkel
Det kommer att finnas olika taktyper i samma projekt av solcellskraftverk på användarsidan, och olika taktyper kommer att involvera olika komponentdesignade lutningsvinklar, och instrålningen som tas emot av motsvarande komponenter kommer också att vara olika; till exempel i ett industriellt och kommersiellt projekt i Zhejiang. Det finns färgplåttak och betongtak, och designlutningsvinklarna är 3 grader respektive 18 grader. Olika lutningsvinklar simuleras genom PV och bestrålningsdata för den lutande ytan visas i figuren nedan; du kan se bestrålningen som tas emot av komponenter installerade i olika vinklar. Graden är annorlunda. Till exempel, om fördelade tak mestadels är tegelpannor, kommer utenergin från komponenter med samma kapacitet att vara lägre än de med en viss lutning.
03
Designidéer för kapacitetsförhållande
Baserat på ovanstående analys är utformningen av kapacitetsförhållandet huvudsakligen till att förbättra kraftstationens totala effektivitet genom att justera växelriktarens åtkomstkapacitet på DC-sidan; de nuvarande konfigurationsmetoderna för kapacitetskvoten är huvudsakligen uppdelade i kompensationsöverprovisionering och aktiv överprovisionering.
1. Ersättning för övertilldelning
Att kompensera övermatchning innebär att justera förhållandet mellan kapacitet och matchning så att växelriktaren kan nå full belastning när belysningen är som bäst. Denna metod tar bara hänsyn till en del av de förluster som finns i solcellssystemet. Genom att öka komponenternas kapacitet (som visas i figuren nedan) kan systemförlusterna under energiöverföringen kompenseras, så att växelriktaren kan nå full belastning vid faktisk användning. effekt utan maximal klippförlust.
2. Aktiv övertilldelning
Aktiv överprovisionering är att fortsätta öka kapaciteten hos solcellsmoduler på basis av kompensation för överprovisionering (som visas i figuren nedan). Denna metod tar inte bara hänsyn till systemförluster, utan tar också övergripande hänsyn till faktorer som investeringskostnader och fördelar. Målet är att aktivt förlänga växelriktarens fulllastdriftstid för att hitta en balans mellan den ökade komponentinvesteringskostnaden och systemets kraftgenereringsintäkter, för att minimera systemets genomsnittliga elkostnad (LCOE). Även när belysningen är dålig, arbetar växelriktaren fortfarande med full belastning, vilket förlänger drifttiden för full belastning; emellertid kommer den faktiska kraftgenereringskurvan för systemet att ha ett "peak clipping"-fenomen som visas i figuren, och det kommer att vara vid gränsen under vissa tidsperioder. Skicka arbetsstatus. Men under lämpligt kapacitetsförhållande är systemets totala LCOE den lägsta, det vill säga intäkterna ökar.
Sambandet mellan kompenserad övermatchning, aktiv övermatchning och LCOE visas i figuren nedan. LCOE fortsätter att minska när kapacitetsmatchningsförhållandet ökar. Vid kompensationsövermatchningspunkten når inte systemets LCOE det lägsta värdet. Om kapacitetsmatchningsförhållandet ökas ytterligare till den aktiva övermatchningspunkten, når systemets LCOE LCOE minimum. Om kapacitetskvoten fortsätter att öka kommer LCOE att öka. Därför är den aktiva överfördelningspunkten det optimala kapacitetsförhållandet för systemet.
För växelriktaren, hur man möter systemets lägsta LCOE kräver tillräcklig kapacitet för överprovisionering på DC-sidan. För olika regioner, särskilt de med dåliga bestrålningsförhållanden, behövs högre aktiva överprovisioneringslösningar för att uppnå utökad inversion. Den nominella utgångstiden för omriktaren kan maximeras för att minska systemets LCOE; till exempel stöder Growatt solcellsväxelriktare 1,5 gånger överprovisionering på DC-sidan, vilket kan uppfylla kompatibiliteten med aktiv överprovisionering i de flesta områden.
04
slutsats och förslag
Sammanfattningsvis är både kompenserad överprovisionering och aktiv överprovisionering effektiva sätt att förbättra effektiviteten hos solcellssystem, men var och en har sin egen betoning. Kompenserande överprovisionering fokuserar främst på att kompensera systemförluster, medan aktiv överprovisionering fokuserar mer på att hitta en balans mellan ökade investeringar och förbättrade intäkter; därför, i faktiska projekt, rekommenderas det att heltäckande välja en lämplig konfigurationsplan för kapacitetsförsörjningsförhållande baserat på projektbehov.