Home La solució de disseny de potència DC/CA

En el disseny del sistema de central fotovoltaica, la relació de la capacitat instal·lada dels mòduls fotovoltaics amb la capacitat nominal de l’inversor és la relació de potència DC/CA ，

Que és un paràmetre de disseny molt important. En el “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 a la Potència nominal la majoria de les vegades, i l’inversor bàsicament tot funciona amb menys de capacitat completa, i la majoria de les vegades es troba en l’etapa de la capacitat de malbaratament.

A la norma alliberada a finals d’octubre de 2020, la relació de capacitat de les centrals fotovoltaiques es va liberalitzar completament i la proporció màxima de components i inversors va arribar a 1,8: 1. El nou estàndard augmentarà considerablement la demanda nacional de components i inversors. Pot reduir el cost de l’electricitat i accelerar l’arribada de l’època de la paritat fotovoltaica.

Aquest treball prendrà com a exemple el sistema fotovoltaic distribuït a Shandong i analitzarà des de la perspectiva de la potència de sortida real dels mòduls fotovoltaics, la proporció de pèrdues causades per la sobreprovisionament i l’economia.

01

La tendència de sobre-prestació de plaques solars

-

Actualment, el sobre-proporcionat de les centrals fotovoltaiques al món és entre el 120% i el 140%. El motiu principal per a la sobreprovisió és que els mòduls fotovoltaics no poden arribar a la potència màxima ideal durant l’operació real. Els factors influents inclouen ：

1). Intensitat de radiació insuficient (hivern)

2). Temperatura ambient

3). Dirigiu i bloqueig de pols

4) L’orientació del mòdul Solar no és òptima durant tot el dia (els claudàtors de seguiment són menys de factor)

5). Atenuació del mòdul Solar: 3% en el primer any, 0,7% anual després

6).

Corbes diàries de generació d'energia amb diferents proporcions de sobre-provisió

En els darrers anys, la proporció de sobre-provisió dels sistemes fotovoltaics ha mostrat una tendència creixent.

A més de les raons de la pèrdua del sistema, la disminució dels preus dels components en els darrers anys i la millora de la tecnologia inversora han provocat un augment del nombre de cadenes que es poden connectar, fent que el sobreprovisionament sigui cada vegada més econòmic. A més , El sobre-provisió de components també pot reduir el cost de l’electricitat, millorant així la taxa de rendibilitat interna del projecte, de manera que s’incrementa la capacitat antitorial de la inversió del projecte.

A més, els mòduls fotovoltaics d’alta potència s’han convertit en la tendència principal en el desenvolupament de la indústria fotovoltaica en aquesta fase, cosa que augmenta encara més la possibilitat de sobre-prestació de components i l’augment de la capacitat instal·lada fotovoltaica de la llar.

A partir dels factors anteriors, la sobre-provisió s’ha convertit en la tendència del disseny de projectes fotovoltaics.

02

Generació d’energia i anàlisi de costos

-

Prenent la central fotovoltaica de 6KW invertida pel propietari com a exemple, es seleccionen mòduls Longi 540W, que s’utilitzen habitualment al mercat distribuït. Es calcula que es pot generar una mitjana de 20 kWh d’electricitat al dia i que la capacitat de generació d’energia anual 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 el GOWWETWNS-DNS-30 de l’inversor principal GW6000-DNS. El corrent màxim d’entrada d’aquest inversor és 16A, que es pot adaptar al mercat actual. Components de corrent elevat. Prenent el valor mitjà de 30 anys de la radiació total anual de recursos lleugers a la ciutat de Yantai, la província de Shandong com a referència, es van analitzar diversos sistemes amb diferents proporcions de sobre-proporció.

2.1 Eficiència del sistema

D’una banda, la sobreprovisió augmenta la generació d’energia, però d’altra banda, a causa de l’augment del nombre de mòduls solars del costat de corrent continu, la pèrdua coincident dels mòduls solars a la cadena solar i la pèrdua de la Augment de la línia de corrent continu, de manera que hi ha una relació de capacitat òptima, maximitzeu l'eficiència del sistema. Després de la simulació PVSYST, es pot obtenir l'eficiència del sistema amb diferents relacions de capacitat del sistema 6KVA. Tal com es mostra a la taula següent, quan la relació de capacitat és d’uns 1,1, l’eficiència del sistema arriba al màxim, cosa que 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 relacions de capacitat diferents

2.2 Generació d’energia i ingressos

Segons l'eficiència del sistema en diferents proporcions de sobre-provisió i la taxa de decadència teòrica dels mòduls en vint anys, es pot obtenir la generació d'energia anual en diferents relacions de provisió de la capacitat. Segons el preu de l’electricitat a la xarxa de 0,395 yuan/kWh (el preu de l’electricitat de referència del carbó desulfuritzat a Shandong), es calcula els ingressos anuals de vendes elèctriques. Els resultats del càlcul es mostren a la taula anterior.

2.3 Anàlisi de costos

El cost és el que els usuaris de projectes fotovoltaics domèstics estan més preocupats. Construction.In, a més, els usuaris també han de considerar el cost de mantenir les centrals fotovoltaiques. El cost mitjà de manteniment representa aproximadament un 1% i un 3% del cost total de la inversió. En el cost total, els mòduls fotovoltaics representen al voltant del 50% al 60%. A partir dels articles de despesa de costos anteriors, el preu de cost fotovoltaic de la llar actual és aproximadament com es mostra a la taula següent ：

Cost estimat dels sistemes fotovoltaics residencials

A causa de les diferents proporcions de sobre-provisió, el cost del sistema també variarà, inclosos components, claudàtors, cables de corrent continu i taxes d’instal·lació. Segons la taula anterior, es pot calcular el cost de diferents proporcions de sobre-provisió, tal com es mostra a la figura següent.

Costos, beneficis i eficiències del sistema en diferents proporcions de sobreprovisionament

03

Anàlisi de beneficis incrementals

-

A partir de l’anàlisi anterior es pot veure que, tot i que la generació d’energia i els ingressos anuals augmentaran amb l’augment de la proporció de sobre-prestació, el cost de la 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 1.1x 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 és necessari analitzar l'impacte de la sobreal·locació sobre els ingressos de la inversió des d'una perspectiva econòmica.

Segons els ingressos de costos d’inversió i generació d’energia en els índexs de capacitat anteriors, es pot calcular el cost KWH del sistema durant 20 anys i es pot calcular la taxa de rendibilitat interna abans de l’impost.

LCOE i IRR en diferents proporcions de sobreprovisió

Com es pot veure a la xifra anterior, quan la relació d’assignació de capacitat és petita, la generació d’energia i els ingressos del sistema augmenten amb l’augment de la relació d’assignació de capacitat i l’augment dels ingressos en aquest moment pot cobrir el cost addicional degut a més Assignació. Quan la relació de capacitat és massa gran, la taxa de rendibilitat interna 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 relació de capacitat és de 1,5, la taxa de rendibilitat interna 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 d’aquest sistema.

A través del mateix mètode que anteriorment, la relació de capacitat òptima del sistema amb diferents capacitats es calcula 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 les condicions de diferents relacions de capacitat, es calcula la potència de la sortida del mòdul fotovoltaic que arriba a l’inversor després de perdre’s. Quan la proporció de capacitat és de 1,1, la pèrdua del sistema és la més petita i la taxa d’utilització dels components és la més alta en aquest moment. Tot i que, des d’un punt de vista econòmic, quan la proporció de capacitat és de 1,5, els ingressos dels projectes fotovoltaics són els més alts . A l’hora de dissenyar un sistema fotovoltaic, no només s’ha de tenir en compte la taxa d’utilització dels components en factors tècnics, sinó que l’economia és la clau per al disseny del projecte.Mitjançant el càlcul econòmic, el sistema 8KW 1.3 és el més econòmic quan es proporciona sobretot, el sistema de 10kW 1.2 és el més econòmic quan està massa proporcionat 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 proporció de capacitat econòmicament òptima serà més elevada. 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 a la relació de capacitat de disseny dels sistemes fotovoltaics.