En el disseny del sistema de central fotovoltaica, la relació entre la capacitat instal·lada dels mòduls fotovoltaics i la capacitat nominal de l'inversor és la relació de potència DC/AC,
Que és un paràmetre de disseny molt important. A la "estàndard d'eficiència del sistema de generació d'energia fotovoltaica" publicada el 2012, la relació de capacitat està dissenyada segons 1:1, però a causa de la influència de les condicions de llum i la temperatura, els mòduls fotovoltaics no poden arribar al potència nominal la major part del temps, i l'inversor bàsicament, tots funcionen a menys de la seva capacitat total, i la majoria de les vegades es troba en l'etapa de pèrdua de capacitat.
A la norma publicada a finals d'octubre de 2020, la relació de capacitat de les centrals fotovoltaiques es va liberalitzar totalment i la relació màxima de components i inversors va arribar a 1,8:1. El nou estàndard augmentarà considerablement la demanda interna de components i inversors. Pot reduir el cost de l'electricitat i accelerar l'arribada de l'era de la paritat fotovoltaica.
Aquest article prendrà com a exemple el sistema fotovoltaic distribuït de Shandong i l'analitzarà des de la perspectiva de la potència de sortida real dels mòduls fotovoltaics, la proporció de pèrdues causades per l'excés de subministrament i l'economia.
01
La tendència de sobreprovisionament de plaques solars
—
Actualment, el sobreprovisionament mitjà de les centrals fotovoltaiques al món se situa entre el 120% i el 140%. El motiu principal del sobreprovisionament és que els mòduls fotovoltaics no poden assolir la potència màxima ideal durant el funcionament real. Els factors que influeixen inclouen:
1). Intensitat de radiació insuficient (hivern)
2).Temperatura ambient
3). Bloqueig de pols i brutícia
4). L'orientació del mòdul solar no és òptima durant tot el dia (els suports de seguiment són menys importants)
5). Atenuació del mòdul solar: 3% el primer any, 0,7% anual després
6). Coincidència de pèrdues dins i entre cadenes de mòduls solars
Corbes de generació d'energia diària amb diferents ràtios de sobreabastament
En els últims anys, la ràtio de sobreprovisionament dels sistemes fotovoltaics ha mostrat una tendència creixent.
A més dels motius de la pèrdua del sistema, la caiguda dels preus dels components en els darrers anys i la millora de la tecnologia de l'inversor han provocat un augment del nombre de cadenes que es poden connectar, fent que el sobreprovisionament sigui cada cop més econòmic. , l'excés de subministrament de components també pot reduir el cost de l'electricitat, millorant així la taxa interna de rendibilitat del projecte, de manera que s'incrementa la capacitat anti-risc de la inversió del projecte.
A més, els mòduls fotovoltaics d'alta potència s'han convertit en la principal tendència en el desenvolupament de la indústria fotovoltaica en aquesta etapa, la qual cosa augmenta encara més la possibilitat d'aprovisionament excessiu de components i l'augment de la capacitat instal·lada fotovoltaica domèstica.
A partir dels factors anteriors, l'excés de subministrament s'ha convertit en la tendència del disseny de projectes fotovoltaics.
02
Generació d'energia i anàlisi de costos
—
Prenent com a exemple la central fotovoltaica domèstica de 6kW invertida pel propietari, es seleccionen els mòduls LONGi de 540W, que s'utilitzen habitualment al mercat distribuït. Es calcula que es poden generar una mitjana de 20 kWh d'electricitat al dia, i la capacitat anual de generació d'energia és d'uns 7.300 kWh.
Segons els paràmetres elèctrics dels components, el corrent de treball del punt de treball màxim és de 13A. Trieu l'inversor principal GoodWe GW6000-DNS-30 del mercat. El corrent d'entrada màxim d'aquest inversor és de 16A, que es pot adaptar al mercat actual. components d'alta corrent. Prenent com a referència el valor mitjà de 30 anys de la radiació total anual dels recursos lluminosos a la ciutat de Yantai, província de Shandong, es van analitzar diversos sistemes amb diferents proporcions de sobreproporció.
2.1 eficiència del sistema
D'una banda, l'excés d'aprovisionament augmenta la generació d'energia, però de l'altra, a causa de l'augment del nombre de mòduls solars al costat de CC, la pèrdua d'adaptació dels mòduls solars a la cadena solar i la pèrdua de la Augment de la línia de CC, de manera que hi ha una relació de capacitat òptima, maximitza l'eficiència del sistema. Després de la simulació PVsyst, es pot obtenir l'eficiència del sistema amb diferents ràtios de capacitat del sistema de 6 kVA. Com es mostra a la taula següent, quan la relació de capacitat és d'aproximadament 1,1, l'eficiència del sistema arriba al màxim, la qual cosa també significa que la taxa d'utilització dels components és la més alta en aquest moment.
Eficiència del sistema i generació d'energia anual amb diferents ràtios de capacitat
2.2 Generació d'energia i ingressos
Segons l'eficiència del sistema amb diferents ràtios de sobreprovisionament i la taxa de decadència teòrica dels mòduls en 20 anys, es pot obtenir la generació d'energia anual amb diferents ràtios de subministrament de capacitat. Segons el preu de l'electricitat a la xarxa de 0,395 iuans/kWh (el preu de referència de l'electricitat del carbó desulfurat a Shandong), es calculen els ingressos anuals per vendes d'electricitat. Els resultats del càlcul es mostren a la taula anterior.
2.3 Anàlisi de costos
El cost és el que més preocupa als usuaris dels projectes fotovoltaics domèstics. Entre ells, els mòduls fotovoltaics i els inversors són els principals materials de l'equip, i altres materials auxiliars com ara suports fotovoltaics, equips de protecció i cables, així com els costos relacionats amb la instal·lació del projecte. construcció.A més, els usuaris també han de tenir en compte el cost del manteniment de les centrals fotovoltaiques. El cost mitjà de manteniment representa al voltant de l'1% al 3% del cost total d'inversió. En el cost total, els mòduls fotovoltaics representen entre el 50% i el 60%. D'acord amb els elements de despesa de costos anteriors, el preu unitari de cost fotovoltaic actual de la llar és aproximadament el que es mostra a la taula següent:
Cost estimat dels sistemes fotovoltaics residencials
A causa de les diferents ràtios de sobreprovisionament, el cost del sistema també variarà, inclosos els components, els suports, els cables de CC i les tarifes d'instal·lació. Segons la taula anterior, es pot calcular el cost de diferents ràtios de sobreprovisionament, tal com es mostra a la figura següent.
Costos, beneficis i eficiència del sistema sota diferents ràtios de sobreprovisionament
03
Anàlisi de beneficis incrementals
—
De l'anàlisi anterior es pot comprovar que, tot i que la generació i els ingressos anuals d'energia augmentaran amb l'augment de la ràtio de sobreprovisionament, el cost d'inversió també augmentarà. A més, la taula anterior mostra que l'eficiència del sistema és 1,1 vegades més Millor quan es combina. Per tant, des d'un punt de vista tècnic, un sobrepès d'1,1 vegades és òptim.
Tanmateix, des de la perspectiva dels inversors, no n'hi ha prou amb considerar el disseny dels sistemes fotovoltaics des d'una perspectiva tècnica. També cal analitzar l'impacte de la sobreassignació en els ingressos de la inversió des d'una perspectiva econòmica.
D'acord amb el cost d'inversió i els ingressos de generació d'energia sota les diferents ràtios de capacitat anteriors, es pot calcular el cost en kWh del sistema durant 20 anys i la taxa interna de rendibilitat abans d'impostos.
LCOE i IRR sota diferents ràtios de sobreprovisionament
Com es pot veure a la figura anterior, quan la ràtio d'assignació de capacitat és petita, la generació d'energia i els ingressos del sistema augmenten amb l'augment de la ràtio d'assignació de capacitat, i l'augment dels ingressos en aquest moment pot cobrir el cost addicional a causa de més de assignació. Quan la relació de capacitat és massa gran, la taxa interna de retorn del sistema disminueix gradualment a causa de factors com l'augment gradual del límit de potència de la part afegida i l'augment de la pèrdua de línia. Quan la ràtio de capacitat és 1,5, la taxa interna de rendibilitat TIR de la inversió del sistema és la més gran. Per tant, des d'un punt de vista econòmic, 1,5:1 és la relació de capacitat òptima per a aquest sistema.
Mitjançant el mateix mètode anterior, es calcula la relació de capacitat òptima del sistema amb diferents capacitats des de la perspectiva de l'economia i els resultats són els següents:
04
Epíleg
—
Mitjançant l'ús de les dades de recursos solars de Shandong, en condicions de diferents ràtios de capacitat, es calcula la potència de la sortida del mòdul fotovoltaic que arriba a l'inversor després de perdre's. Quan la relació de capacitat és d'1,1, la pèrdua del sistema és la més petita i la taxa d'utilització dels components és la més alta en aquest moment. No obstant això, des d'un punt de vista econòmic, quan la relació de capacitat és d'1,5, els ingressos dels projectes fotovoltaics són els més alts. . Quan es dissenya un sistema fotovoltaic, no només s'ha de tenir en compte la taxa d'utilització dels components sota factors tècnics, sinó que també l'economia és la clau per al disseny del projecte.Mitjançant el càlcul econòmic, el sistema 1.3 de 8kW és el més econòmic quan està sobreprovisionat, el sistema de 10kW 1.2 és el més econòmic quan està sobreprovisionat i el sistema de 15kW 1.2 és el més econòmic quan està sobreprovisionat. .
Quan s'utilitza el mateix mètode per al càlcul econòmic de la relació de capacitat a la indústria i al comerç, a causa de la reducció del cost per watt del sistema, la relació de capacitat econòmicament òptima serà més alta. A més, per raons de mercat, el cost dels sistemes fotovoltaics també variarà molt, cosa que també afectarà molt el càlcul de la relació de capacitat òptima. Aquesta és també la raó fonamental per la qual diversos països han alliberat restriccions sobre la relació de capacitat de disseny dels sistemes fotovoltaics.
Hora de publicació: 28-set-2022