Pri návrhu systému fotovoltaickej elektrárne je pomer inštalovanej kapacity fotovoltaických modulov k menovitej kapacite meniča DC/AC Power Ratio，
Čo je veľmi dôležitý konštrukčný parameter. V norme „Photovoltaic Power Generation System Efficiency Standard“ vydanej v roku 2012 je pomer kapacity navrhnutý podľa 1:1, ale vplyvom svetelných podmienok a teploty nemôžu fotovoltaické moduly dosiahnuť nominálny výkon väčšinu času a menič v podstate Všetky bežia na menej ako plnú kapacitu a väčšinu času sú v štádiu plytvania kapacitou.
V norme vydanej koncom októbra 2020 bol plne liberalizovaný kapacitný pomer fotovoltických elektrární a maximálny pomer komponentov a meničov dosiahol 1,8:1. Nový štandard výrazne zvýši domáci dopyt po komponentoch a meničoch. Môže znížiť náklady na elektrinu a urýchliť príchod éry fotovoltaickej parity.
Tento článok si vezme ako príklad distribuovaný fotovoltický systém v Shandongu a analyzuje ho z pohľadu skutočného výstupného výkonu fotovoltických modulov, podielu strát spôsobených nadmerným zásobovaním a ekonomiky.
01
Trend nadmerného zásobovania solárnymi panelmi
—
V súčasnosti sa priemerné preprojektovanie fotovoltických elektrární vo svete pohybuje medzi 120 % a 140 %. Hlavným dôvodom nadmerného zásobovania je, že FV moduly nedokážu počas skutočnej prevádzky dosiahnuť ideálny špičkový výkon. Ovplyvňujúce faktory zahŕňajú:
1).Nedostatočná intenzita žiarenia (zima)
2).Okolitá teplota
3) Blokovanie nečistôt a prachu
4). Orientácia solárneho modulu nie je počas dňa optimálna (zátvorky na sledovanie sú menej dôležité)
5).Útlm solárneho modulu: 3 % v prvom roku, 0,7 % ročne potom
6). Vyrovnanie strát vo vnútri a medzi reťazcami solárnych modulov
Denné krivky výroby energie s rôznymi pomermi nadmerného zásobovania
V posledných rokoch vykazuje pomer nadmerných zásob fotovoltických systémov stúpajúci trend.
Okrem príčin straty systému viedol ďalší pokles cien komponentov v posledných rokoch a zdokonaľovanie invertorovej technológie k zvýšeniu počtu reťazcov, ktoré je možné pripojiť, čím sa prebytok zásobovania stal čoraz hospodárnejším. Nadmerné poskytovanie komponentov môže tiež znížiť náklady na elektrickú energiu, čím sa zlepší vnútorná miera návratnosti projektu, čím sa zvýši antiriziková schopnosť investície do projektu.
Okrem toho sa hlavným trendom vo vývoji fotovoltického priemyslu v tejto fáze stali vysokovýkonné fotovoltické moduly, čo ešte viac zvyšuje možnosť nadmerného zásobovania komponentmi a zvyšovanie inštalovaného výkonu fotovoltaiky v domácnostiach.
Na základe vyššie uvedených faktorov sa trendom navrhovania fotovoltaických projektov stalo nadmerné poskytovanie.
02
Výroba energie a analýza nákladov
—
Ak si vezmeme ako príklad 6kW domácu fotovoltaickú elektráreň investovanú majiteľom, sú vybrané moduly LONGi 540W, ktoré sa bežne používajú na distribuovanom trhu. Odhaduje sa, že za deň je možné vyrobiť v priemere 20 kWh elektriny a ročná kapacita výroby elektriny je približne 7 300 kWh.
Podľa elektrických parametrov komponentov je pracovný prúd maximálneho pracovného bodu 13A. Vyberte si bežný invertor GoodWe GW6000-DNS-30 na trhu. Maximálny vstupný prúd tohto meniča je 16A, čo sa dokáže prispôsobiť aktuálnemu trhu. vysokoprúdové komponenty. Na základe 30-ročnej priemernej hodnoty ročného celkového vyžarovania svetelných zdrojov v meste Yantai v provincii Šan-tung boli analyzované rôzne systémy s rôznymi pomermi nadmernej proporcie.
2.1 efektívnosť systému
Na jednej strane nadmerné zásobovanie zvyšuje výrobu energie, ale na druhej strane v dôsledku zvýšenia počtu solárnych modulov na strane DC, zodpovedajúcej straty solárnych modulov v solárnom reťazci a straty Zvýšenie DC linky, takže je optimálny pomer kapacity, maximalizuje účinnosť systému. Po simulácii PVsyst je možné získať účinnosť systému pri rôznych kapacitných pomeroch systému 6kVA. Ako je uvedené v tabuľke nižšie, keď je pomer kapacity približne 1,1, účinnosť systému dosiahne maximum, čo tiež znamená, že miera využitia komponentov je v tomto čase najvyššia.
Účinnosť systému a ročná výroba energie s rôznymi pomermi kapacity
2.2 výroba energie a príjmy
Podľa efektívnosti systému pri rôznych pomeroch nadmerného zásobovania a teoretickej miery úbytku modulov za 20 rokov možno získať ročnú výrobu energie pri rôznych pomeroch poskytovania kapacity. Podľa ceny elektrickej energie v sieti 0,395 juanu/kWh (referenčná cena elektrickej energie pre odsírené uhlie v Shandongu) sa vypočítava ročný príjem z predaja elektrickej energie. Výsledky výpočtu sú uvedené v tabuľke vyššie.
2.3 Analýza nákladov
Používatelia fotovoltaických projektov v domácnostiach sa viac obávajú nákladov. Medzi nimi sú hlavnými materiálmi zariadenia fotovoltaické moduly a invertory a ďalšie pomocné materiály, ako sú fotovoltaické konzoly, ochranné zariadenia a káble, ako aj náklady súvisiace s inštaláciou projektu. Okrem toho musia používatelia zvážiť aj náklady na údržbu fotovoltaických elektrární. Priemerné náklady na údržbu predstavujú približne 1 % až 3 % z celkových investičných nákladov. V celkových nákladoch tvoria fotovoltické moduly približne 50 % až 60 %. Na základe vyššie uvedených nákladových položiek je súčasná jednotková cena fotovoltaických nákladov pre domácnosť približne taká, ako je uvedené v nasledujúcej tabuľke:
Odhadované náklady na rezidenčné fotovoltaické systémy
Vzhľadom na rôzne pomery prebytočného zásobovania sa budú líšiť aj systémové náklady, vrátane komponentov, držiakov, DC káblov a poplatkov za inštaláciu. Podľa vyššie uvedenej tabuľky je možné vypočítať náklady na rôzne pomery nadmerných rezerv, ako je znázornené na obrázku nižšie.
Systémové náklady, výhody a efektivita pri rôznych pomeroch nadmerného poskytovania
03
Analýza prírastkových prínosov
—
Z vyššie uvedenej analýzy možno vidieť, že aj keď sa ročná výroba elektriny a príjmy zvýšia so zvýšením pomeru nadmerných zásob, zvýšia sa aj investičné náklady. Okrem toho, vyššie uvedená tabuľka ukazuje, že účinnosť systému je 1,1-krát vyššia. Najlepšie pri spárovaní. Preto je z technického hľadiska optimálna 1,1-násobná nadváha.
Z pohľadu investorov však nestačí posudzovať návrh fotovoltických systémov z technického hľadiska. Je tiež potrebné analyzovať vplyv nadmernej alokácie na investičné príjmy z ekonomického hľadiska.
Podľa investičných nákladov a príjmov z výroby elektrickej energie pri vyššie uvedených rozdielnych kapacitných pomeroch možno vypočítať náklady na kWh systému na 20 rokov a vnútornú mieru návratnosti pred zdanením.
LCOE a IRR pri rôznych pomeroch nadmerného poskytovania
Ako je možné vidieť z vyššie uvedeného obrázku, keď je pomer prideľovania kapacity malý, výroba energie a príjmy systému sa zvyšujú so zvyšujúcim sa pomerom prideľovania kapacity a zvýšený príjem v tomto čase môže pokryť dodatočné náklady spôsobené nadmerným Keď je pomer kapacity príliš veľký, vnútorná miera návratnosti systému postupne klesá v dôsledku faktorov, ako je postupné zvyšovanie limitu výkonu pridanej časti a zvyšovanie straty vedenia. Keď je pomer kapacity 1,5, vnútorná miera návratnosti IRR systémových investícií je najväčšia. Preto je z ekonomického hľadiska optimálny pomer kapacity pre tento systém 1,5:1.
Rovnakým spôsobom ako vyššie sa vypočíta optimálny pomer kapacity systému pri rôznych kapacitách z hľadiska hospodárnosti a výsledky sú nasledovné:
04
Epilóg
—
Použitím údajov o solárnych zdrojoch zo Shandongu, za podmienok rôznych pomerov kapacity, sa vypočíta výkon výstupu fotovoltaického modulu, ktorý dosiahne menič po strate. Keď je pomer kapacity 1,1, strata systému je najmenšia a miera využitia komponentov je v súčasnosti najvyššia. Z ekonomického hľadiska je však pri kapacite 1,5 výnosy z fotovoltaických projektov najvyššie. . Pri navrhovaní fotovoltaického systému je potrebné zvážiť nielen mieru využitia komponentov podľa technických faktorov, ale kľúčom k návrhu projektu je aj hospodárnosť.Podľa ekonomického výpočtu je 8kW systém 1.3 najhospodárnejší, keď je zásobovaný, 10kW systém 1.2 je najhospodárnejší, keď je nadbytočný, a 15kW systém 1.2 je najhospodárnejší, keď je nadmerný. .
Keď sa rovnaká metóda použije na ekonomický výpočet pomeru kapacity v priemysle a obchode, v dôsledku zníženia nákladov na watt systému bude ekonomicky optimálny pomer kapacity vyšší. Okrem toho sa z trhových dôvodov budú veľmi líšiť aj náklady na fotovoltické systémy, čo tiež výrazne ovplyvní výpočet optimálneho pomeru kapacity. To je tiež základný dôvod, prečo rôzne krajiny uvoľnili obmedzenia na pomer projektovanej kapacity fotovoltických systémov.
Čas odoslania: 28. septembra 2022