Terwijl de mondiale vraag naar hernieuwbare energie blijft groeien, heeft de technologie voor de opwekking van fotovoltaïsche energie zich snel ontwikkeld. Als de kerndrager van de fotovoltaïsche energieopwekkingstechnologie heeft de ontwerprationaliteit van de fotovoltaïsche energiecentrale rechtstreeks invloed op de efficiëntie van de energieopwekking, de operationele stabiliteit en de economische voordelen van de energiecentrale. Onder hen is de capaciteitsverhouding een sleutelparameter bij het ontwerp van fotovoltaïsche elektriciteitscentrales en heeft deze een belangrijke impact op de algehele prestaties van de elektriciteitscentrale.
01
Overzicht van de capaciteitsverhouding van fotovoltaïsche elektriciteitscentrales
De capaciteitsverhouding van fotovoltaïsche elektriciteitscentrales verwijst naar de verhouding tussen het geïnstalleerde vermogen van fotovoltaïsche modules en de capaciteit van inverterapparatuur. Vanwege de instabiliteit van fotovoltaïsche energieopwekking en de grote impact van het milieu, zal de capaciteitsverhouding van fotovoltaïsche centrales die eenvoudigweg zijn geconfigureerd op basis van het geïnstalleerde vermogen van fotovoltaïsche modules van 1:1, een verspilling van fotovoltaïsche omvormercapaciteit veroorzaken. Daarom is het noodzakelijk om de capaciteit van het fotovoltaïsche systeem te vergroten onder de vooronderstelling van een stabiele werking van het fotovoltaïsche systeem. Voor de efficiëntie van de energieopwekking van fotovoltaïsche systemen moet het ontwerp van de optimale capaciteitsverhouding groter zijn dan 1:1. Een rationeel ontwerp van de capaciteitsverhouding kan niet alleen de energieopwekking maximaliseren, maar zich ook aanpassen aan verschillende lichtomstandigheden en bepaalde systeemverliezen opvangen.
02
Belangrijkste beïnvloedende factoren van de volumeverhouding
Het ontwerp van een redelijke capaciteit-distributieverhouding moet uitgebreid worden overwogen op basis van de situatie van het specifieke project. Factoren die de verhouding tussen capaciteit en distributie beïnvloeden, zijn onder meer verzwakking van componenten, systeemverlies, instraling, helling van de installatie van componenten, enz. De specifieke analyse is als volgt.
1. Componentverzwakking
Onder de voorwaarde van normale veroudering en demping bedraagt de huidige demping van modules in het eerste jaar ongeveer 1%, en zal de demping van de modules na het tweede jaar lineair veranderen. Het vervalpercentage in 30 jaar is ongeveer 13%, wat betekent dat de jaarlijkse stroomopwekkingscapaciteit van de module afneemt en het nominale vermogen niet continu kan worden gehandhaafd. Daarom moet bij het ontwerp van de fotovoltaïsche capaciteitsverhouding rekening worden gehouden met de componentverzwakking gedurende de gehele levenscyclus van de energiecentrale om de afstemming van de energieopwekking van de componenten te maximaliseren en de systeemefficiëntie te verbeteren.
2. Systeemverlies
In het fotovoltaïsche systeem zijn er verschillende verliezen tussen de fotovoltaïsche modules en de output van de omvormer, waaronder het verlies van serie- en parallelle componenten en afschermingsstof, verlies van DC-kabels, verlies van fotovoltaïsche omvormers, enz. De verliezen in elke link zullen van invloed zijn op de omvormer van de fotovoltaïsche energiecentrale. het werkelijke uitgangsvermogen van de omzetter.
In projecttoepassingen kan PVsyst worden gebruikt om de daadwerkelijke configuratie en het schaduwverlies van het project te simuleren; over het algemeen bedraagt het verlies aan de gelijkstroomzijde van het fotovoltaïsche systeem ongeveer 7-12%, het verlies van de omvormer ongeveer 1-2% en het totale verlies ongeveer 8-13%; Daarom is er een verliesafwijking tussen de geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche modules en de daadwerkelijke gegevens over de energieopwekking. Als een fotovoltaïsche omvormer wordt geselecteerd op basis van de installatiecapaciteit van de module en een capaciteitsverhouding van 1:1, bedraagt de werkelijke maximale uitgangscapaciteit van de omvormer slechts ongeveer 90% van de nominale capaciteit van de omvormer. Zelfs als de verlichting op zijn best is, zal de omvormer niet op volle belasting werken, waardoor de benutting van de omvormer en het systeem afneemt.
3. Verschillende gebieden hebben verschillende instralingssterktes
De module kan het nominale uitgangsvermogen alleen bereiken onder STC-werkomstandigheden (STC-werkomstandigheden: lichtintensiteit 1000W/m², batterijtemperatuur 25 graden, luchtkwaliteit 1,5). Als de werkomstandigheden niet voldoen aan de STC-voorwaarden, moet het uitgangsvermogen van de fotovoltaïsche module lager zijn dan het nominale vermogen, en kan de tijdsverdeling van de lichtbronnen binnen een dag niet allemaal voldoen aan de STC-voorwaarden, voornamelijk vanwege de grote verschillen in instraling. , temperatuur, etc. in de ochtend, midden en avond; Tegelijkertijd hebben verschillende instralingssterktes en omgevingen in verschillende regio's verschillende gevolgen voor de energieopwekking van fotovoltaïsche modules. Daarom is het in de vroege fase van het project noodzakelijk om de lokale verlichtingsbrongegevens voor het specifieke gebied te begrijpen en gegevensberekeningen uit te voeren.
Daarom zijn er, zelfs in hetzelfde hulpbronnengebied, het hele jaar door grote verschillen in instraling. Dit betekent dat dezelfde systeemconfiguratie, dat wil zeggen dat de energieopwekkingscapaciteit verschillend is bij dezelfde capaciteitsverhouding. Om dezelfde energieopwekking te bereiken, kan dit worden bereikt door de capaciteitsverhouding te wijzigen.
4. Hellingshoek voor installatie van componenten
Er zullen verschillende daktypen zijn in hetzelfde project van fotovoltaïsche elektriciteitscentrales aan de gebruikerszijde, en verschillende daktypen zullen verschillende hellingshoeken van het componentontwerp met zich meebrengen, en de door de overeenkomstige componenten ontvangen instraling zal ook verschillend zijn; In een industrieel en commercieel project in Zhejiang zijn er bijvoorbeeld gekleurde stalen pannendaken en betonnen daken, en de ontwerphellingshoeken zijn respectievelijk 3 graden en 18 graden. Via PV worden verschillende hellingshoeken gesimuleerd en de bestralingsgegevens van het hellende oppervlak worden weergegeven in de onderstaande figuur; u kunt de straling zien die wordt ontvangen door componenten die onder verschillende hoeken zijn geïnstalleerd. De graad is anders. Als gedistribueerde daken bijvoorbeeld grotendeels uit tegels bestaan, zal de uitgangsenergie van componenten met dezelfde capaciteit lager zijn dan die met een bepaalde helling.
03
Ontwerpideeën voor capaciteitsverhouding
Op basis van de bovenstaande analyse is het ontwerp van de capaciteitsverhouding voornamelijk bedoeld om de algehele efficiëntie van de elektriciteitscentrale te verbeteren door de DC-zijdetoegangscapaciteit van de omvormer aan te passen; de huidige configuratiemethoden van de capaciteitsverhouding zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in compensatie-overprovisioning en actieve overprovisioning.
1. Compensatie voor overtoewijzing
Het compenseren van overmatching betekent het aanpassen van de capaciteit-tot-match-verhouding, zodat de omvormer de volledige belasting kan bereiken wanneer de verlichting het beste is. Deze methode houdt slechts rekening met een deel van de verliezen die in het fotovoltaïsche systeem bestaan. Door de capaciteit van de componenten te vergroten (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding) kunnen de systeemverliezen tijdens de energietransmissie worden gecompenseerd, zodat de omvormer tijdens daadwerkelijk gebruik zijn volledige belasting kan bereiken. effect zonder peak clipping loss.
2. Actieve overtoewijzing
Actieve overprovisioning is het blijven vergroten van de capaciteit van fotovoltaïsche modules op basis van compensatie voor overprovisioning (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding). Deze methode houdt niet alleen rekening met systeemverliezen, maar houdt ook uitgebreid rekening met factoren zoals investeringskosten en -baten. Het doel is om de bedrijfstijd bij volledige belasting van de omvormer actief te verlengen om een evenwicht te vinden tussen de hogere investeringskosten van componenten en de opbrengsten uit de stroomopwekking van het systeem, om zo de gemiddelde elektriciteitskosten van het systeem (LCOE) te minimaliseren. Zelfs als de verlichting slecht is, werkt de omvormer nog steeds op volle belasting, waardoor de bedrijfstijd bij volle belasting wordt verlengd; de werkelijke stroomopwekkingscurve van het systeem zal echter een "peak clipping"-fenomeen vertonen, zoals weergegeven in de figuur, en zal zich gedurende bepaalde perioden op de limiet bevinden. Werkstatus verzenden. Bij de juiste capaciteitsverhouding is de totale LCOE van het systeem echter het laagst, dat wil zeggen dat de inkomsten stijgen.
De relatie tussen gecompenseerde overmatching, actieve overmatching en LCOE wordt weergegeven in de onderstaande figuur. De LCOE blijft afnemen naarmate de capaciteitsmatchingratio toeneemt. Op het compensatie-overmatchingpunt bereikt de systeem-LCOE niet de laagste waarde. Als de capaciteitsmatchingratio verder wordt verhoogd tot het actieve overmatchingpunt, bereikt de LCOE LCOE van het systeem het minimum. Als de capaciteitsverhouding blijft toenemen, zal de LCOE toenemen. Daarom is het actieve overdistributiepunt de optimale capaciteitsverhoudingswaarde van het systeem.
Voor de omvormer vereist het voldoen aan de laagste LCOE van het systeem voldoende overprovisioningcapaciteit aan de DC-zijde. Voor verschillende regio's, vooral die met slechte bestralingsomstandigheden, zijn oplossingen met een hoger actief overaanbod nodig om uitgebreide inversie te bereiken. De nominale uitgangstijd van de omvormer kan worden gemaximaliseerd om de LCOE van het systeem te verminderen; De fotovoltaïsche omvormers van Growatt ondersteunen bijvoorbeeld anderhalf keer overbevoorrading aan de gelijkstroomzijde, wat in de meeste gebieden kan voldoen aan de compatibiliteit van actieve overbevoorrading.
04
conclusie en suggestie
Samenvattend: zowel gecompenseerde overprovisioning als actieve overprovisioning zijn effectieve manieren om de efficiëntie van fotovoltaïsche systemen te verbeteren, maar elk heeft zijn eigen accenten. Compenserende overvoorzieningen zijn vooral gericht op het compenseren van systeemverliezen, terwijl actieve overvoorzieningen zich meer richten op het vinden van een evenwicht tussen het verhogen van de investeringen en het verbeteren van de inkomsten; daarom wordt het aanbevolen om bij daadwerkelijke projecten uitgebreid een passend configuratieplan voor de capaciteitsvoorziening te selecteren op basis van de projectbehoeften.