A mesura que la demanda mundial d'energies renovables continua creixent, la tecnologia de generació d'energia fotovoltaica s'ha desenvolupat ràpidament. Com a portador bàsic de la tecnologia de generació d'energia fotovoltaica, la racionalitat del disseny de la central fotovoltaica afecta directament l'eficiència de la generació d'energia, l'estabilitat operativa i els beneficis econòmics de la central. Entre ells, la relació de capacitat és un paràmetre clau en el disseny de centrals fotovoltaiques i té un impacte important en el rendiment global de la central.
01
Visió general de la relació de capacitat de la central fotovoltaica
La relació de capacitat de la central fotovoltaica es refereix a la relació entre la capacitat instal·lada dels mòduls fotovoltaics i la capacitat dels equips inversors. A causa de la inestabilitat de la generació d'energia fotovoltaica i el gran impacte del medi ambient, la relació de capacitat de les centrals fotovoltaiques configurades simplement segons la capacitat instal·lada dels mòduls fotovoltaics a 1:1 provocarà un malbaratament de la capacitat de l'inversor fotovoltaic. Per tant, cal augmentar la capacitat del sistema fotovoltaic sota la premissa d'un funcionament estable del sistema fotovoltaic. Per a l'eficiència de generació d'energia del sistema fotovoltaic, el disseny de la relació de capacitat òptima hauria de ser superior a 1:1. El disseny racional de la relació de capacitat no només pot maximitzar la producció d'energia, sinó que també pot adaptar-se a diferents condicions d'il·luminació i fer front a algunes pèrdues del sistema.
02
Principals factors que influeixen en la relació de volum
El disseny de la relació capacitat-distribució raonable s'ha de considerar exhaustivament en funció de la situació del projecte específic. Els factors que afecten la relació capacitat-distribució inclouen l'atenuació dels components, la pèrdua del sistema, la irradiància, la inclinació de la instal·lació dels components, etc. L'anàlisi específica és la següent.
1. Atenuació dels components
En condicions d'envelliment i atenuació normals, l'atenuació actual dels mòduls el primer any és d'aproximadament l'1%, i l'atenuació dels mòduls després del segon any canviarà linealment. La taxa de decadència en 30 anys és d'uns 13%, el que significa que la capacitat de generació d'energia anual del mòdul disminueix, la potència nominal no es pot mantenir contínuament. Per tant, el disseny de la relació de capacitat fotovoltaica ha de tenir en compte l'atenuació dels components durant tot el cicle de vida de la central elèctrica per maximitzar la concordança de la generació d'energia dels components i millorar l'eficiència del sistema.
2. Pèrdua del sistema
En el sistema fotovoltaic, hi ha diverses pèrdues entre els mòduls fotovoltaics i la sortida de l'inversor, inclosa la pèrdua de components en sèrie i paral·lel i la pols de protecció, la pèrdua de cable de CC, la pèrdua d'inversor fotovoltaic, etc. Les pèrdues en cada enllaç afectaran l'inversor de la central fotovoltaica. la potència de sortida real del convertidor.
A les aplicacions del projecte, PVsyst es pot utilitzar per simular la configuració real i la pèrdua d'ombrejat del projecte; generalment, la pèrdua lateral de CC del sistema fotovoltaic és d'uns 7-12%, la pèrdua de l'inversor és d'uns 1-2% i la pèrdua total és d'uns 8-13%; Per tant, hi ha una desviació de pèrdua entre la capacitat instal·lada dels mòduls fotovoltaics i les dades reals de generació d'energia. Si es selecciona un inversor fotovoltaic en funció de la capacitat d'instal·lació del mòdul i una relació de capacitat d'1:1, la capacitat de sortida màxima real de l'inversor és només al voltant del 90% de la capacitat nominal de l'inversor. Fins i tot quan la il·luminació està en el seu millor moment, l'inversor no funcionarà a plena càrrega redueix la utilització de l'inversor i del sistema.
3. Les diferents zones tenen diferents irradiacions
El mòdul només pot assolir la potència nominal de sortida en condicions de treball STC (condicions de treball STC: intensitat de la llum 1000 W/m², temperatura de la bateria 25 graus, qualitat de l'aire 1,5). Si les condicions de treball no compleixen les condicions STC, la potència de sortida del mòdul fotovoltaic ha de ser inferior a la seva potència nominal, i la distribució temporal dels recursos de llum en un dia no pot complir totes les condicions STC, principalment a causa de les grans diferències d'irradiància. , temperatura, etc. al matí, mig i vespre; al mateix temps, diferents irradiacions i entorns en diferents regions tenen diferents impactes en la generació d'energia dels mòduls fotovoltaics. , de manera que en la primera fase del projecte, cal entendre les dades dels recursos d'il·luminació locals segons l'àrea específica i realitzar càlculs de dades.
Per tant, fins i tot a la mateixa zona de recursos, hi ha grans diferències d'irradiació al llarg de l'any. Això significa que la mateixa configuració del sistema, és a dir, la capacitat de generació d'energia és diferent amb la mateixa relació de capacitat. Per aconseguir la mateixa generació d'energia, es pot aconseguir canviant la relació de capacitat.
4. Angle d'inclinació d'instal·lació de components
Hi haurà diferents tipus de cobertes en el mateix projecte de centrals fotovoltaiques del costat de l'usuari, i els diferents tipus de cobertes implicaran diferents angles d'inclinació de disseny de components, i la irradiància rebuda pels components corresponents també serà diferent; per exemple, en un projecte industrial i comercial a Zhejiang, hi ha sostres de teula d'acer de color i sostres de formigó, i els angles d'inclinació del disseny són de 3 graus i 18 graus respectivament. Es simulen diferents angles d'inclinació mitjançant PV i les dades d'irradiació de la superfície inclinada es mostren a la figura següent; es pot veure la irradiació rebuda pels components instal·lats en diferents angles. El grau és diferent. Per exemple, si les cobertes distribuïdes són majoritàriament de teula, l'energia de sortida dels components amb la mateixa capacitat serà menor que els que tenen una certa inclinació.
03
Idees de disseny de la relació de capacitat
A partir de l'anàlisi anterior, el disseny de la relació de capacitat és principalment millorar l'eficiència general de la central elèctrica ajustant la capacitat d'accés lateral de CC de l'inversor; els mètodes de configuració actuals de la relació de capacitat es divideixen principalment en sobreprovisionament de compensació i sobreprovisionament actiu.
1. Compensació per sobreassignació
Compensar l'excés de concordança significa ajustar la relació de capacitat a coincidència perquè l'inversor pugui arribar a la sortida de càrrega completa quan la il·luminació sigui millor. Aquest mètode només té en compte una part de les pèrdues existents en el sistema fotovoltaic. Augmentant la capacitat dels components (com es mostra a la figura següent), es poden compensar les pèrdues del sistema durant la transmissió d'energia, de manera que l'inversor pugui assolir la sortida de càrrega completa durant l'ús real. efecte sense pèrdua màxima de retall.
2. Sobreassignació activa
El sobreprovisionament actiu és continuar augmentant la capacitat dels mòduls fotovoltaics sobre la base de la compensació del sobreprovisionament (com es mostra a la figura següent). Aquest mètode no només considera les pèrdues del sistema, sinó que també té en compte factors com ara els costos i els beneficis d'inversió. L'objectiu és allargar activament el temps de funcionament a plena càrrega de l'inversor per trobar un equilibri entre l'augment del cost d'inversió dels components i els ingressos de generació d'energia del sistema, per tal de minimitzar el cost mitjà de l'electricitat (LCOE) del sistema. Fins i tot quan la il·luminació és deficient, l'inversor encara funciona a plena càrrega, allargant així el temps de funcionament a plena càrrega; tanmateix, la corba de generació d'energia real del sistema tindrà un fenomen de "tallament màxim", tal com es mostra a la figura, i estarà al límit durant alguns períodes de temps. Envia l'estat de treball. Tanmateix, sota la ràtio de capacitat adequada, el LCOE global del sistema és el més baix, és a dir, els ingressos augmenten.
A la figura següent es mostra la relació entre la sobrecoincidència compensada, la sobreadaptació activa i el LCOE. El LCOE continua disminuint a mesura que augmenta la relació de concordança de capacitat. En el punt de sobrecompliment de compensació, el sistema LCOE no arriba al valor més baix. Si la relació de concordança de capacitat augmenta encara més fins al punt de sobrecompliment actiu, el LCOE LCOE del sistema arriba al mínim. Si la relació de capacitat continua augmentant, augmentarà el LCOE. Per tant, el punt de sobredistribució actiu és el valor òptim de la relació de capacitat del sistema.
Per a l'inversor, com assolir el LCOE més baix del sistema requereix una capacitat de sobreprovisionament del costat de CC suficient. Per a diferents regions, especialment aquelles amb condicions d'irradiació pobres, es necessiten solucions de sobreprovisionament actives més altes per aconseguir una inversió estesa. El temps de sortida nominal de l'inversor es pot maximitzar per reduir el LCOE del sistema; per exemple, els inversors fotovoltaics de Growatt admeten un sobreprovisionament 1,5 vegades superior al costat de CC, que pot complir la compatibilitat del sobreprovisionament actiu a la majoria de les àrees.
04
conclusió i suggeriment
En resum, tant el sobreprovisionament compensat com els esquemes de sobreprovisionament actiu són mitjans efectius per millorar l'eficiència dels sistemes fotovoltaics, però cadascun té el seu propi èmfasi. El sobreprovisionament compensatori se centra principalment a compensar les pèrdues del sistema, mentre que el sobreprovisionament actiu se centra més en trobar un equilibri entre augmentar la inversió i millorar els ingressos; per tant, en els projectes reals, es recomana seleccionar de manera exhaustiva un pla de configuració de ràtio d'aprovisionament de capacitat adequat basat en les necessitats del projecte.