U dizajnu sustava fotonaponske elektrane, omjer instaliranog kapaciteta fotonaponskih modula i nazivnog kapaciteta pretvarača je DC/AC Power Ratio，
Što je vrlo važan parametar dizajna. U „Standardu učinkovitosti sustava za proizvodnju fotonaponske energije” objavljenom 2012., omjer kapaciteta je dizajniran prema 1:1, ali zbog utjecaja svjetlosnih uvjeta i temperature, fotonaponski moduli ne mogu doseći nominalne snage većinu vremena, a inverter u osnovi Svi rade na manje od punog kapaciteta i većinu vremena su u fazi gubitka kapaciteta.
U standardu objavljenom krajem listopada 2020. omjer kapaciteta fotonaponskih elektrana u potpunosti je liberaliziran, a maksimalni omjer komponenti i izmjenjivača dosegao je 1,8:1. Novi standard uvelike će povećati domaću potražnju za komponentama i pretvaračima. Može smanjiti troškove električne energije i ubrzati dolazak ere fotonaponskog pariteta.
Ovaj rad će uzeti distribuirani fotonaponski sustav u Shandongu kao primjer i analizirati ga iz perspektive stvarne izlazne snage fotonaponskih modula, udjela gubitaka uzrokovanih prekomjernim opskrbljivanjem i ekonomije.
01
Trend prekomjerne nabave solarnih panela
—
Trenutno je prosječna prenapunjenost fotonaponskih elektrana u svijetu između 120% i 140%. Glavni razlog za prekomjernu opskrbu je taj što PV moduli ne mogu postići idealnu vršnu snagu tijekom stvarnog rada. Faktori utjecaja uključuju:
1).Nedovoljan intenzitet zračenja (zima)
2).Temperatura okoline
3). Blokiranje prljavštine i prašine
4). Orijentacija solarnog modula nije optimalna tijekom dana (zagrade za praćenje su manji faktor)
5). Prigušenje solarnog modula: 3% u prvoj godini, 0,7% godišnje nakon toga
6). Usklađivanje gubitaka unutar i između nizova solarnih modula
Dnevne krivulje proizvodnje električne energije s različitim omjerima prekomjerne opskrbe
Posljednjih godina, omjer prekomjerne opskrbe fotonaponskih sustava pokazuje trend povećanja.
Uz razloge za gubitak sustava, daljnji pad cijena komponenti posljednjih godina i poboljšanje inverterske tehnologije doveli su do povećanja broja žica koje je moguće spojiti, čineći prekomjerno osiguravanje sve ekonomičnijim. Osim toga , prekomjerno osiguravanje komponenti također može smanjiti troškove električne energije, čime se poboljšava interna stopa povrata projekta, tako da se povećava sposobnost ulaganja u projekt protiv rizika.
Osim toga, fotonaponski moduli velike snage postali su glavni trend u razvoju fotonaponske industrije u ovoj fazi, što dodatno povećava mogućnost prevelike opskrbe komponentama i povećanja fotonaponskih instaliranih kapaciteta kućanstava.
Na temelju gore navedenih čimbenika, prekomjerno opskrbljivanje postalo je trend dizajna fotonaponskih projekata.
02
Proizvodnja električne energije i analiza troškova
—
Uzimajući fotonaponsku elektranu za kućanstvo od 6kW u koju je uložio vlasnik kao primjer, odabrani su moduli LONGi 540W koji se obično koriste na distribuiranom tržištu. Procjenjuje se da se dnevno može proizvesti prosječno 20 kWh električne energije, a godišnji kapacitet proizvodnje električne energije je oko 7300 kWh.
Prema električnim parametrima komponenti, radna struja maksimalne radne točke je 13A. Odaberite mainstream pretvarač GoodWe GW6000-DNS-30 na tržištu. Maksimalna ulazna struja ovog pretvarača je 16A, što se može prilagoditi trenutnom tržištu. komponente visoke struje. Uzimajući 30-godišnju prosječnu vrijednost godišnje ukupne radijacije svjetlosnih izvora u gradu Yantai, provinciji Shandong kao referencu, analizirani su različiti sustavi s različitim omjerima prekomjernog udjela.
2.1 učinkovitost sustava
S jedne strane, prekomjerno osiguravanje povećava proizvodnju električne energije, ali s druge strane, zbog povećanja broja solarnih modula na istosmjernoj strani, odgovarajući gubitak solarnih modula u solarnom nizu i gubitak Povećanje istosmjerne linije, tako da postoji optimalan omjer kapaciteta, povećava učinkovitost sustava. Nakon PVsyst simulacije, može se dobiti učinkovitost sustava pod različitim omjerima kapaciteta 6kVA sustava. Kao što je prikazano u tablici u nastavku, kada je omjer kapaciteta oko 1,1, učinkovitost sustava doseže maksimum, što također znači da je stopa iskorištenja komponenti najveća u ovom trenutku.
Učinkovitost sustava i godišnja proizvodnja električne energije s različitim omjerima kapaciteta
2.2 proizvodnja električne energije i prihod
Prema učinkovitosti sustava pod različitim omjerima preopskrbe i teoretskoj stopi opadanja modula u 20 godina, može se dobiti godišnja proizvodnja električne energije pod različitim omjerima opskrbe kapacitetom. Prema mrežnoj cijeni električne energije od 0,395 juana/kWh (referentna cijena električne energije za desulfurizirani ugljen u Shandongu), izračunava se godišnji prihod od prodaje električne energije. Rezultati izračuna prikazani su u gornjoj tablici.
2.3 Analiza troškova
Trošak je ono što više brine korisnike kućanskih fotonaponskih projekata. Među njima, fotonaponski moduli i pretvarači glavni su materijali za opremu, a ostali pomoćni materijali kao što su fotonaponski nosači, zaštitna oprema i kabeli, kao i troškovi vezani uz instalaciju za projekt konstrukcija. Osim toga, korisnici trebaju uzeti u obzir i troškove održavanja fotonaponskih elektrana. Prosječni troškovi održavanja čine oko 1% do 3% ukupnih troškova ulaganja. U ukupnim troškovima fotonaponski moduli sudjeluju s oko 50% do 60%. Na temelju gore navedenih troškovnih stavki, trenutna troškovna jedinična cijena fotonaponske energije u kućanstvu je otprilike kao što je prikazano u sljedećoj tablici:
Procijenjeni trošak stambenih PV sustava
Zbog različitih omjera prekomjerne nabave, cijena sustava također će varirati, uključujući komponente, nosače, DC kabele i naknade za instalaciju. Prema gornjoj tablici, mogu se izračunati troškovi različitih omjera prekomjernog rezerviranja, kao što je prikazano na donjoj slici.
Troškovi sustava, koristi i učinkovitosti pod različitim omjerima prekomjerne nabave
03
Inkrementalna analiza koristi
—
Iz gornje analize može se vidjeti da iako će se godišnja proizvodnja električne energije i prihod povećati s povećanjem omjera prekomjernog rezerviranja, troškovi ulaganja također će porasti. Osim toga, gornja tablica pokazuje da je učinkovitost sustava 1,1 puta veća Najbolja kada je uparen. Stoga je, s tehničke točke gledišta, 1,1x prekomjerna težina optimalna.
Međutim, iz perspektive investitora, nije dovoljno razmatrati projektiranje fotonaponskih sustava iz tehničke perspektive. Također je potrebno analizirati utjecaj prekomjerne alokacije na prihod od ulaganja iz ekonomske perspektive.
Prema investicijskom trošku i prihodu od proizvodnje električne energije prema gore navedenim različitim omjerima kapaciteta, mogu se izračunati troškovi kWh sustava za 20 godina i interna stopa povrata prije oporezivanja.
LCOE i IRR pod različitim omjerima prekomjernog rezerviranja
Kao što se može vidjeti na gornjoj slici, kada je omjer raspodjele kapaciteta mali, proizvodnja električne energije i prihod sustava rastu s povećanjem omjera raspodjele kapaciteta, a povećani prihod u ovom trenutku može pokriti dodatne troškove zbog prekomjernog Kad je omjer kapaciteta prevelik, interna stopa povrata sustava postupno se smanjuje zbog čimbenika kao što su postupno povećanje ograničenja snage dodanog dijela i povećanje gubitka u liniji. Kada je omjer kapaciteta 1,5, interna stopa povrata IRR ulaganja u sustav je najveća. Stoga, s ekonomskog gledišta, 1,5:1 je optimalan omjer kapaciteta za ovaj sustav.
Kroz istu metodu kao gore, izračunava se optimalni omjer kapaciteta sustava pod različitim kapacitetima iz perspektive ekonomije, a rezultati su sljedeći:
04
Epilog
—
Korištenjem podataka o solarnim resursima Shandonga, pod uvjetima različitih omjera kapaciteta, izračunava se snaga izlaza fotonaponskog modula koji dolazi do pretvarača nakon gubitka. Kada je omjer kapaciteta 1,1, gubitak sustava je najmanji, a stopa iskorištenja komponenti je najveća u ovom trenutku. Međutim, s ekonomskog gledišta, kada je omjer kapaciteta 1,5, prihod fotonaponskih projekata je najveći . Prilikom projektiranja fotonaponskog sustava ne treba uzeti u obzir samo stopu iskorištenja komponenti prema tehničkim čimbenicima, već i ekonomičnost je ključ dizajna projekta.Ekonomskom računicom, sustav 1.3 od 8kW je najekonomičniji kada je preopskrbljen, sustav 10kW 1.2 je najekonomičniji kada je preopskrbljen, a sustav 1.2 od 15kW je najekonomičniji kada je preopskrbljen .
Kada se ista metoda koristi za ekonomski izračun omjera kapaciteta u industriji i trgovini, zbog smanjenja cijene po vatu sustava, ekonomski optimalni omjer kapaciteta bit će veći. Osim toga, zbog tržišnih razloga, cijena fotonaponskih sustava će također jako varirati, što će također uvelike utjecati na izračun optimalnog omjera kapaciteta. To je ujedno i temeljni razlog zašto su razne zemlje uvele ograničenja omjera projektiranog kapaciteta fotonaponskih sustava.
Vrijeme objave: 28. rujna 2022