При проектирането на системата от фотоволтаични електроцентрали съотношението на инсталирания капацитет на фотоволтаичните модули към номиналния капацитет на инвертора е DC/AC Power Ratio，
Което е много важен проектен параметър. В „Стандарта за ефективност на системата за фотоволтаично производство на електроенергия“, издаден през 2012 г., съотношението на капацитета е проектирано според 1:1, но поради влиянието на светлинните условия и температурата, фотоволтаичните модули не могат да достигнат номинална мощност през по-голямата част от времето и инверторът основно всички работят на по-малко от пълен капацитет и по-голямата част от времето е в етап на загуба на капацитет.
В стандарта, издаден в края на октомври 2020 г., съотношението на капацитета на фотоволтаичните електроцентрали беше напълно либерализирано и максималното съотношение на компонентите и инверторите достигна 1,8:1. Новият стандарт ще увеличи значително вътрешното търсене на компоненти и инвертори. Може да намали цената на електроенергията и да ускори настъпването на ерата на фотоволтаичния паритет.
Този документ ще вземе за пример разпределената фотоволтаична система в Шандонг и ще я анализира от гледна точка на действителната изходна мощност на фотоволтаичните модули, съотношението на загубите, причинени от прекомерно осигуряване, и икономиката.
01
Тенденцията на свръхпредоставяне на слънчеви панели
—
В момента средното свръхобезпечаване на фотоволтаичните електроцентрали в света е между 120% и 140%. Основната причина за свръхпровизирането е, че фотоволтаичните модули не могат да достигнат идеалната пикова мощност по време на действителната работа. Факторите за влияние включват:
1). Недостатъчен интензитет на радиация (зима)
2).Температура на околната среда
3). Блокиране на мръсотия и прах
4).Ориентацията на слънчевия модул не е оптимална през целия ден (скобите за проследяване са по-малък фактор)
5). Затихване на слънчевия модул: 3% през първата година, 0,7% на година след това
6). Съпоставяне на загубите в и между низовете от соларни модули
Ежедневни криви на генериране на електроенергия с различни коефициенти на свръхобезпечаване
През последните години коефициентът на свръхобезпечаване на фотоволтаичните системи показва нарастваща тенденция.
В допълнение към причините за загубата на системата, по-нататъшният спад на цените на компонентите през последните години и подобряването на инверторната технология доведоха до увеличаване на броя на низовете, които могат да бъдат свързани, което прави свръхпровизирането все по-икономично. Освен това , свръхосигуряването на компоненти може също да намали разходите за електроенергия, като по този начин подобри вътрешната норма на възвръщаемост на проекта, така че антирисковата способност на инвестицията в проекта се увеличава.
В допълнение, фотоволтаичните модули с висока мощност се превърнаха в основна тенденция в развитието на фотоволтаичната индустрия на този етап, което допълнително увеличава възможността за свръхосигуряване на компоненти и увеличаване на инсталирания капацитет на фотоволтаиците в домакинствата.
Въз основа на горните фактори, свръхпровизирането се превърна в тенденция при проектирането на фотоволтаични проекти.
02
Генериране на електроенергия и анализ на разходите
—
Като вземем за пример домакинската фотоволтаична електроцентрала с мощност 6kW, инвестирана от собственика, са избрани модули LONGi 540W, които обикновено се използват на разпределения пазар. Смята се, че средно 20 kWh електроенергия може да се генерира на ден, а годишният капацитет за производство на електроенергия е около 7300 kWh.
Според електрическите параметри на компонентите, работният ток на максималната работна точка е 13А. Изберете масовия инвертор GoodWe GW6000-DNS-30 на пазара. Максималният входен ток на този инвертор е 16A, който може да се адаптира към текущия пазар. високотокови компоненти. Вземайки 30-годишната средна стойност на годишната обща радиация на светлинните ресурси в град Янтай, провинция Шандонг като референтна стойност, бяха анализирани различни системи с различни съотношения на свръхпропорции.
2.1 ефективност на системата
От една страна, свръхосигуряването увеличава генерирането на електроенергия, но от друга страна, поради увеличаването на броя на слънчевите модули от страна на DC, съответстващата загуба на слънчевите модули в слънчевия низ и загубата на Увеличаване на DC линията, така че има оптимално съотношение на капацитета, максимизиране на ефективността на системата. След симулация на PVsyst може да се получи ефективността на системата при различни съотношения на капацитета на системата от 6kVA. Както е показано в таблицата по-долу, когато съотношението на капацитета е около 1,1, ефективността на системата достига максимум, което също означава, че степента на използване на компонентите е най-висока в този момент.
Ефективност на системата и годишно производство на електроенергия с различни съотношения на капацитета
2.2 производство на електроенергия и приходи
Според ефективността на системата при различни коефициенти на свръхосигуряване и теоретичната скорост на разпадане на модулите за 20 години може да се получи годишното производство на електроенергия при различни коефициенти на осигуряване на капацитет. Според цената на електроенергията в мрежата от 0,395 юана/kWh (референтната цена на електроенергията за десулфурирани въглища в Шандонг), се изчисляват годишните приходи от продажба на електроенергия. Резултатите от изчислението са показани в таблицата по-горе.
2.3 Анализ на разходите
Цената е това, за което потребителите на домакински фотоволтаични проекти са по-загрижени. Сред тях фотоволтаичните модули и инверторите са основните материали за оборудването и други спомагателни материали като фотоволтаични скоби, защитно оборудване и кабели, както и свързаните с инсталацията разходи за проекта строителство. Освен това потребителите трябва да вземат предвид и разходите за поддръжка на фотоволтаични електроцентрали. Средните разходи за поддръжка възлизат на около 1% до 3% от общите инвестиционни разходи. В общите разходи фотоволтаичните модули представляват около 50% до 60%. Въз основа на горните разходни позиции, текущата единична цена на домакинските фотоволтаици е приблизително както е показано в следната таблица:
Очаквана цена на жилищни фотоволтаични системи
Поради различните коефициенти на свръхосигуряване, цената на системата също ще варира, включително компоненти, скоби, кабели за постоянен ток и инсталационни такси. Съгласно горната таблица, разходите за различни коефициенти на свръхпровизиране могат да бъдат изчислени, както е показано на фигурата по-долу.
Системни разходи, ползи и ефективност при различни коефициенти на свръхобезпечаване
03
Инкрементален анализ на ползите
—
От горния анализ може да се види, че въпреки че годишното производство на електроенергия и приходите ще се увеличат с увеличаването на коефициента на свръхпровизиране, инвестиционните разходи също ще се увеличат. В допълнение, горната таблица показва, че ефективността на системата е 1,1 пъти по-добра, когато е сдвоена. Следователно, от техническа гледна точка, 1,1 пъти наднормено тегло е оптимално.
Въпреки това, от гледна точка на инвеститорите, не е достатъчно да се разглежда проектирането на фотоволтаични системи от техническа гледна точка. Необходимо е също така да се анализира въздействието на свръхразпределението върху приходите от инвестиции от икономическа гледна точка.
Според инвестиционните разходи и приходите от производство на електроенергия при горните различни съотношения на капацитета, могат да се изчислят разходите за kWh на системата за 20 години и вътрешната норма на възвръщаемост преди данъци.
LCOE и IRR при различни коефициенти на свръхпровизиране
Както може да се види от горната фигура, когато съотношението на разпределение на капацитета е малко, генерирането на електроенергия и приходите на системата се увеличават с увеличаването на съотношението на разпределение на капацитета, а увеличените приходи в този момент могат да покрият допълнителните разходи, дължащи се на над разпределение. Когато съотношението на капацитета е твърде голямо, вътрешната норма на възвръщаемост на системата постепенно намалява поради фактори като постепенното увеличаване на лимита на мощността на добавената част и увеличаването на загубите в линията. Когато съотношението на капацитета е 1,5, вътрешната норма на възвръщаемост IRR на системната инвестиция е най-голямата. Следователно, от икономическа гледна точка, 1,5:1 е оптималното съотношение на капацитета за тази система.
Чрез същия метод като по-горе, оптималното съотношение на капацитета на системата при различни капацитети се изчислява от гледна точка на икономичността и резултатите са както следва:
04
Епилог
—
Чрез използване на данните за слънчевите ресурси на Шандонг, при условията на различни съотношения на капацитета, се изчислява мощността на изхода на фотоволтаичния модул, достигащ до инвертора, след като бъде изгубен. Когато коефициентът на капацитет е 1,1, загубата в системата е най-малка и степента на използване на компонентите е най-висока в този момент. Въпреки това, от икономическа гледна точка, когато коефициентът на капацитет е 1,5, приходите от фотоволтаични проекти са най-високи . При проектирането на фотоволтаична система трябва да се има предвид не само степента на използване на компонентите при технически фактори, но и икономичността е ключът към проектирането на проекта.Чрез икономическото изчисление 8kW система 1.3 е най-икономичната, когато е свръхобезпечена, 10kW система 1.2 е най-икономичната, когато е свръхобезпечена, а 15kW система 1.2 е най-икономичната, когато е свръхобезпечена .
Когато същият метод се използва за икономическо изчисляване на съотношението на капацитета в промишлеността и търговията, поради намаляването на цената на ват на системата, икономически оптималният коефициент на капацитет ще бъде по-висок. В допълнение, поради пазарни причини, цената на фотоволтаичните системи също ще варира значително, което също ще повлияе значително на изчисляването на оптималното съотношение на капацитета. Това е и основната причина, поради която различни държави са пуснали ограничения върху съотношението на проектния капацитет на фотоволтаичните системи.
Време на публикуване: 28 септември 2022 г