У конструкції системи фотоелектричної електростанції співвідношення встановленої потужності фотоелектричних модулів до номінальної потужності інвертора є співвідношенням потужності постійного та змінного струму，
Це дуже важливий параметр конструкції. У «Стандарті ефективності системи фотоелектричної генерації електроенергії», випущеному в 2012 році, співвідношення потужності розроблено відповідно до 1:1, але через вплив умов освітлення та температури фотоелектричні модулі не можуть досягти номінальна потужність більшу частину часу, і інвертор в основному всі працюють на менш ніж повну потужність, і більшу частину часу знаходиться в стадії втрати потужності.
У стандарті, випущеному наприкінці жовтня 2020 року, співвідношення потужності фотоелектричних електростанцій було повністю лібералізовано, а максимальне співвідношення компонентів і інверторів досягло 1,8:1. Новий стандарт значно збільшить внутрішній попит на компоненти та інвертори. Це може знизити вартість електроенергії та прискорити настання ери фотоелектричного паритету.
У цій статті буде взято розподілену фотоелектричну систему в Шаньдуні як приклад і проаналізовано її з точки зору фактичної вихідної потужності фотоелектричних модулів, частки втрат, спричинених надмірним забезпеченням, і економії.
01
Тенденція надмірного забезпечення сонячними панелями
—
На даний момент середнє надлишкове забезпечення фотоелектричних електростанцій у світі становить від 120% до 140%. Основною причиною надмірного забезпечення є те, що фотоелектричні модулі не можуть досягти ідеальної пікової потужності під час фактичної роботи. Фактори впливу включають:
1).Недостатня інтенсивність радіації (зима)
2).Температура навколишнього середовища
3). Блокування бруду та пилу
4). Орієнтація сонячного модуля не є оптимальною протягом дня (дужки відстеження є менш важливим фактором)
5). Згасання сонячного модуля: 3% у перший рік, 0,7% на рік після цього
6). Відповідність втрат всередині та між рядами сонячних модулів
Щоденні криві виробництва електроенергії з різними коефіцієнтами надлишкового забезпечення
Останніми роками коефіцієнт надмірного забезпечення фотоелектричними системами демонструє тенденцію до зростання.
На додаток до причин втрати системи, подальше зниження цін на компоненти в останні роки та вдосконалення інверторної технології призвели до збільшення кількості рядків, які можна підключити, що робить надмірне забезпечення все більш і більш економічним. , надмірне забезпечення компонентами також може зменшити вартість електроенергії, тим самим підвищуючи внутрішню норму прибутку проекту, тому підвищується антиризикова здатність інвестицій проекту.
Крім того, фотоелектричні модулі високої потужності стали основною тенденцією розвитку фотоелектричної промисловості на цьому етапі, що ще більше збільшує можливість надлишкового забезпечення компонентами та збільшення встановленої потужності домашніх фотоелектричних установок.
Виходячи з вищезазначених факторів, надмірне забезпечення стало тенденцією розробки фотоелектричних проектів.
02
Виробництво електроенергії та аналіз витрат
—
На прикладі побутової фотоелектричної електростанції потужністю 6 кВт, інвестованої власником, були обрані модулі LONGi 540 Вт, які зазвичай використовуються на розподіленому ринку. За оцінками, в середньому можна виробити 20 кВт-год електроенергії на день, а річна потужність виробництва електроенергії становить близько 7300 кВт-год.
Відповідно до електричних параметрів компонентів, робочий струм максимальної робочої точки становить 13А. Вибирайте на ринку масовий інвертор GoodWe GW6000-DNS-30. Максимальний вхідний струм цього інвертора становить 16 А, що може адаптуватися до поточного ринку. високострумові компоненти. Взявши за еталон 30-річне середнє значення річної сумарної радіації світлових ресурсів у місті Яньтай, провінція Шаньдун, були проаналізовані різні системи з різними коефіцієнтами перевищення пропорції.
2.1 ефективність системи
З одного боку, надмірне забезпечення збільшує виробництво електроенергії, але з іншого боку, через збільшення кількості сонячних модулів на стороні постійного струму, відповідні втрати сонячних модулів у сонячній ланцюзі та втрати Збільшення лінії постійного струму, тому є оптимальне співвідношення потужності, максимізуйте ефективність системи. Після моделювання PVsyst можна отримати ефективність системи за різних коефіцієнтів потужності системи 6 кВА. Як показано в таблиці нижче, коли коефіцієнт ємності становить приблизно 1,1, ефективність системи досягає максимуму, що також означає, що рівень використання компонентів у цей час найвищий.
Ефективність системи та річне виробництво електроенергії з різними коефіцієнтами потужності
2.2 виробництво електроенергії та дохід
Відповідно до ефективності системи за різних коефіцієнтів надлишкового забезпечення та теоретичної швидкості розпаду модулів за 20 років можна отримати річне виробництво електроенергії за різних коефіцієнтів забезпечення потужністю. Згідно з мережевою ціною електроенергії 0,395 юаня/кВт-год (орієнтовна ціна електроенергії на десульфуризоване вугілля в Шаньдуні) розраховується річний дохід від продажу електроенергії. Результати розрахунків наведені в таблиці вище.
2.3 Аналіз витрат
Вартість – це те, що більше хвилює користувачів побутових фотоелектричних проектів. Серед них фотоелектричні модулі та інвертори є основними матеріалами обладнання та іншими допоміжними матеріалами, такими як фотоелектричні кронштейни, захисне обладнання та кабелі, а також витрати, пов’язані з установкою проекту Крім того, користувачі також повинні враховувати вартість обслуговування фотоелектричних станцій. Середня вартість технічного обслуговування становить від 1% до 3% від загальної вартості інвестицій. У загальній вартості фотоелектричні модулі становлять близько 50-60%. Виходячи з наведених вище статей витрат, поточна ціна одиниці домашньої фотоелектричної енергії приблизно така, як показано в наступній таблиці:
Орієнтовна вартість житлових фотоелектричних систем
Через різні коефіцієнти надлишкового забезпечення вартість системи також буде різною, включаючи компоненти, кронштейни, кабелі постійного струму та плату за встановлення. Згідно з наведеною вище таблицею можна розрахувати вартість різних коефіцієнтів надмірного резервування, як показано на малюнку нижче.
Системні витрати, вигоди та ефективність за різних коефіцієнтів надмірного забезпечення
03
Аналіз додаткових переваг
—
З наведеного вище аналізу видно, що хоча річне виробництво електроенергії та дохід збільшаться зі збільшенням коефіцієнта надлишкового резервування, інвестиційні витрати також зростуть. Крім того, наведена вище таблиця показує, що ефективність системи в 1,1 рази вища за найкращу в парі. Тому, з технічної точки зору, 1,1-кратна надлишкова вага є оптимальною.
Однак, з точки зору інвесторів, недостатньо розглядати проектування фотоелектричних систем з технічної точки зору. Також необхідно проаналізувати вплив надмірного розподілу на інвестиційний дохід з економічної точки зору.
Відповідно до інвестиційної вартості та доходу від виробництва електроенергії за наведених вище різних коефіцієнтів потужності можна розрахувати вартість кВт-год системи за 20 років і внутрішню норму прибутку до оподаткування.
LCOE та IRR за різних коефіцієнтів надмірного резервування
Як видно з наведеного вище малюнка, коли коефіцієнт розподілу потужності невеликий, виробництво електроенергії та дохід системи збільшуються зі збільшенням коефіцієнта розподілу потужності, а збільшений дохід у цей час може покрити додаткові витрати через понад розподіл. Коли коефіцієнт пропускної здатності занадто великий, внутрішня норма віддачі системи поступово зменшується через такі фактори, як поступове збільшення ліміту потужності доданої частини та збільшення втрат у лінії. Коли коефіцієнт пропускної здатності становить 1,5, внутрішня норма прибутку IRR інвестицій у систему є найбільшою. Тому, з економічної точки зору, 1,5:1 є оптимальним співвідношенням потужності для цієї системи.
За допомогою того самого методу, що й вище, оптимальне співвідношення потужностей системи при різних потужностях розраховується з точки зору економії, і результати такі:
04
Епілог
—
Використовуючи дані про сонячні ресурси Шаньдуна, за умов різних коефіцієнтів потужності, розраховується потужність виходу фотоелектричного модуля, що досягає інвертора після втрати. Коли коефіцієнт потужності становить 1,1, втрати системи є найменшими, а коефіцієнт використання компонентів є найвищим у цей час. Однак, з економічної точки зору, коли коефіцієнт потужності становить 1,5, дохід від фотоелектричних проектів є найвищим. . При проектуванні фотоелектричної системи слід враховувати не тільки коефіцієнт використання компонентів за технічними факторами, але й економічність є ключем до розробки проекту.Відповідно до економічних розрахунків, система 1.3 потужністю 8 кВт є найекономічнішою, коли вона надлишкова, система 1.2 потужністю 10 кВт є найбільш економічною, коли вона надлишкова, а система 1.2 потужністю 15 кВт є найекономічнішою, коли вона надлишкова. .
Коли той самий метод використовується для економічного розрахунку коефіцієнта потужності в промисловості та торгівлі, завдяки зниженню вартості 1 ват системи, економічно оптимальний коефіцієнт потужності буде вищим. Крім того, через ринкові причини вартість фотоелектричних систем також буде сильно відрізнятися, що також сильно вплине на розрахунок оптимального співвідношення потужності. Це також основна причина, чому різні країни ввели обмеження на коефіцієнт проектної потужності фотоелектричних систем.
Час публікації: 28 вересня 2022 р