No deseño do sistema de central fotovoltaica, a relación entre a capacidade instalada dos módulos fotovoltaicos e a capacidade nominal do inversor é a relación de potencia DC/AC,
Que é un parámetro de deseño moi importante. No "Estándar de eficiencia do sistema de xeración de enerxía fotovoltaica" lanzado en 2012, a relación de capacidade está deseñada de acordo co 1:1, pero debido á influencia das condicións de luz e da temperatura, os módulos fotovoltaicos non poden alcanzar o potencia nominal a maior parte do tempo, e o inversor basicamente Todos funcionan a menos da súa capacidade total, e a maior parte do tempo está na fase de desperdicio de capacidade.
Na norma publicada a finais de outubro de 2020, a relación de capacidade das centrais fotovoltaicas foi totalmente liberalizada e a relación máxima de compoñentes e inversores chegou a 1,8:1. O novo estándar aumentará moito a demanda interna de compoñentes e inversores. Pode reducir o custo da electricidade e acelerar a chegada da era da paridade fotovoltaica.
Este traballo tomará como exemplo o sistema fotovoltaico distribuído en Shandong e analizarao desde a perspectiva da potencia de saída real dos módulos fotovoltaicos, a proporción de perdas causadas polo sobreabastecemento e a economía.
01
A tendencia de sobreabastecemento de paneis solares
—
Na actualidade, o sobreabastecemento medio das centrais fotovoltaicas no mundo está entre o 120% e o 140%. O principal motivo do sobreabastecemento é que os módulos fotovoltaicos non poden alcanzar a potencia máxima ideal durante a operación real. Os factores que inflúen inclúen:
1). Intensidade de radiación insuficiente (inverno)
2).Temperatura ambiente
3). Bloqueo de lixo e po
4). A orientación do módulo solar non é óptima durante todo o día (os corchetes de seguimento son menos importantes)
5). Atenuación do módulo solar: 3% no primeiro ano, 0,7% ao ano despois
6).Matching perdas dentro e entre cadeas de módulos solares
Curvas diarias de xeración de enerxía con diferentes ratios de sobreabastecemento
Nos últimos anos, o índice de sobreabastecemento dos sistemas fotovoltaicos mostrou unha tendencia crecente.
Ademais dos motivos da perda do sistema, a nova baixada dos prezos dos compoñentes nos últimos anos e a mellora da tecnoloxía do inversor provocaron un aumento do número de cadeas que se poden conectar, facendo que o sobreabastecemento sexa cada vez máis económico. Ademais , o sobreabastecemento de compoñentes tamén pode reducir o custo da electricidade, mellorando así a taxa interna de retorno do proxecto, polo que se incrementa a capacidade anti-risco do investimento do proxecto.
Ademais, os módulos fotovoltaicos de alta potencia convertéronse na principal tendencia no desenvolvemento da industria fotovoltaica nesta etapa, o que aumenta aínda máis a posibilidade de sobreabastecemento de compoñentes e o aumento da capacidade instalada fotovoltaica doméstica.
Con base nos factores anteriores, o exceso de aprovisionamento converteuse na tendencia do deseño de proxectos fotovoltaicos.
02
Produción de enerxía e análise de custos
—
Tomando como exemplo a central fotovoltaica doméstica de 6kW investida polo propietario, seleccionáronse os módulos LONGi de 540W, de uso habitual no mercado distribuído. Estímase que se poden xerar unha media de 20 kWh de electricidade ao día, e a capacidade de xeración de enerxía anual é duns 7.300 kWh.
Segundo os parámetros eléctricos dos compoñentes, a corrente de traballo do punto de traballo máximo é de 13 A. Escolla o inversor mainstream GoodWe GW6000-DNS-30 no mercado. A corrente de entrada máxima deste inversor é de 16A, que se pode adaptar ao mercado actual. compoñentes de alta corrente. Tomando como referencia o valor medio de 30 anos da radiación total anual dos recursos luminosos na cidade de Yantai, provincia de Shandong, analizáronse varios sistemas con diferentes ratios de sobreproporción.
2.1 Eficiencia do sistema
Por unha banda, o exceso de aprovisionamento aumenta a xeración de enerxía, pero por outra banda, debido ao aumento do número de módulos solares no lado de CC, a perda coincidente dos módulos solares na cadea solar e a perda do Aumento da liña DC, polo que hai unha relación de capacidade óptima, maximiza a eficiencia do sistema. Despois da simulación PVsyst, pódese obter a eficiencia do sistema en diferentes relacións de capacidade do sistema de 6 kVA. Como se mostra na táboa seguinte, cando a relación de capacidade é de aproximadamente 1,1, a eficiencia do sistema alcanza o máximo, o que tamén significa que a taxa de utilización dos compoñentes é a máis alta neste momento.
Eficiencia do sistema e xeración de enerxía anual con diferentes ratios de capacidade
2.2 Xeración de enerxía e ingresos
Segundo a eficiencia do sistema baixo diferentes ratios de sobreabastecemento e a taxa de decadencia teórica dos módulos en 20 anos, pódese obter a xeración de enerxía anual baixo diferentes ratios de aprovisionamento de capacidade. Segundo o prezo da electricidade na rede de 0,395 yuan/kWh (o prezo da electricidade de referencia para o carbón desulfurado en Shandong), calcúlase os ingresos anuais das vendas de electricidade. Os resultados do cálculo móstranse na táboa anterior.
2.3 Análise de custos
O custo é o que máis preocupa aos usuarios de proxectos fotovoltaicos domésticos. Entre eles, os módulos fotovoltaicos e os inversores son os principais materiais dos equipos, e outros materiais auxiliares como soportes fotovoltaicos, equipos de protección e cables, así como os custos relacionados coa instalación do proxecto. construción.Ademais, os usuarios tamén deben considerar o custo do mantemento das centrais fotovoltaicas. O custo medio de mantemento supón entre o 1% e o 3% do custo total do investimento. No custo total, os módulos fotovoltaicos representan entre o 50% e o 60%. Con base nos gastos de custo anteriores, o prezo unitario de custo fotovoltaico actual do fogar é aproximadamente o que se mostra na seguinte táboa:
Custo estimado dos sistemas fotovoltaicos residenciais
Debido ás diferentes relacións de sobreabastecemento, o custo do sistema tamén variará, incluíndo compoñentes, soportes, cables de CC e tarifas de instalación. Segundo a táboa anterior, pódese calcular o custo de diferentes ratios de sobreabastecemento, como se mostra na figura seguinte.
Custos, beneficios e eficiencias do sistema baixo diferentes ratios de sobreabastecemento
03
Análise de beneficios incrementais
—
Da análise anterior despréndese que aínda que a xeración de enerxía e os ingresos anuais aumentarán co aumento da ratio de sobreabastecemento, o custo do investimento tamén aumentará. Ademais, a táboa anterior mostra que a eficiencia do sistema é 1,1 veces máis Mellor cando se combina. Polo tanto, desde o punto de vista técnico, un sobrepeso de 1,1 veces é óptimo.
Non obstante, desde a perspectiva dos investidores, non abonda con considerar o deseño dos sistemas fotovoltaicos desde unha perspectiva técnica. Tamén é necesario analizar o impacto da sobreasignación nos ingresos dos investimentos desde unha perspectiva económica.
Segundo o custo do investimento e os ingresos de xeración de enerxía baixo os diferentes ratios de capacidade anteriores, pódese calcular o custo en kWh do sistema durante 20 anos e a taxa interna de retorno antes de impostos.
LCOE e IRR baixo diferentes ratios de sobreabastecemento
Como se pode ver na figura anterior, cando a relación de asignación de capacidade é pequena, a xeración de enerxía e os ingresos do sistema aumentan co aumento da relación de asignación de capacidade, e o aumento dos ingresos neste momento pode cubrir o custo adicional debido a máis de asignación.Cando a relación de capacidade é demasiado grande, a taxa interna de retorno do sistema diminúe gradualmente debido a factores como o aumento gradual do límite de potencia da parte engadida e o aumento da perda de liña. Cando a relación de capacidade é 1,5, a taxa interna de retorno IRR do investimento do sistema é a maior. Polo tanto, dende o punto de vista económico, 1,5:1 é a relación de capacidade óptima para este sistema.
Mediante o mesmo método anterior, calcúlase a relación de capacidade óptima do sistema baixo diferentes capacidades desde a perspectiva da economía, e os resultados son os seguintes:
04
Epílogo
—
Usando os datos de recursos solares de Shandong, en condicións de diferentes relacións de capacidade, calcúlase a potencia da saída do módulo fotovoltaico que chega ao inversor despois de perderse. Cando a relación de capacidade é 1,1, a perda do sistema é a menor e a taxa de utilización dos compoñentes é a máis alta neste momento. Non obstante, desde o punto de vista económico, cando a relación de capacidade é de 1,5, os ingresos dos proxectos fotovoltaicos son os máis altos. . Ao deseñar un sistema fotovoltaico, non só se debe considerar a taxa de utilización dos compoñentes baixo factores técnicos, senón que tamén a economía é a clave para o deseño do proxecto.Mediante o cálculo económico, o sistema 1.3 de 8kW é o máis económico cando se sobreabastece, o sistema de 10kW 1.2 é o máis económico cando se sobreabastece e o sistema 1.2 de 15kW é o máis económico cando se sobreabastece. .
Cando se utilice o mesmo método para o cálculo económico da relación de capacidade na industria e no comercio, debido á redución do custo por vatio do sistema, a relación de capacidade economicamente óptima será maior. Ademais, por razóns de mercado, o custo dos sistemas fotovoltaicos tamén variará moito, o que tamén afectará moito ao cálculo da relación de capacidade óptima. Esta é tamén a razón fundamental pola que varios países publicaron restricións sobre a relación de capacidade de deseño dos sistemas fotovoltaicos.
Hora de publicación: 28-09-2022