При проектировании системы фотоэлектрической электростанции отношение установленной мощности фотоэлектрических модулей к номинальной мощности инвертора составляет соотношение мощности постоянного/переменного тока.
Это очень важный параметр конструкции. В «Стандарте эффективности фотоэлектрической системы производства электроэнергии», выпущенном в 2012 году, коэффициент мощности рассчитан в соответствии с 1:1, но из-за влияния условий освещенности и температуры фотоэлектрические модули не могут достичь номинальную мощность большую часть времени, а инвертор в основном работает не на полную мощность и большую часть времени находится в стадии потери мощности.
В стандарте, выпущенном в конце октября 2020 года, коэффициент мощности фотоэлектрических электростанций был полностью либерализован, а максимальное соотношение компонентов и инверторов достигло 1,8:1.Новый стандарт значительно увеличит внутренний спрос на компоненты и инверторы.Это может снизить стоимость электроэнергии и ускорить наступление эры фотоэлектрического паритета.
В этой статье в качестве примера будет взята распределенная фотоэлектрическая система в Шаньдуне и проанализирована ее с точки зрения фактической выходной мощности фотоэлектрических модулей, доли потерь, вызванных избыточным снабжением, и экономики.
01
Тенденция избыточного снабжения солнечными панелями
—
В настоящее время средний уровень перепроизводства фотоэлектрических электростанций в мире составляет от 120% до 140%.Основная причина избыточного обеспечения заключается в том, что фотоэлектрические модули не могут достичь идеальной пиковой мощности во время фактической работы.К факторам влияния относятся:
1).Недостаточная интенсивность радиации (зима).
2). Температура окружающей среды
3).Блокировка грязи и пыли.
4). Ориентация солнечного модуля неоптимальна в течение дня (кронштейны слежения не имеют большого значения).
5). Ослабление солнечного модуля: 3% в первый год, 0,7% в год в дальнейшем.
6). Согласование потерь внутри и между цепочками солнечных модулей.
Кривые суточной выработки электроэнергии с различными коэффициентами избыточного обеспечения
В последние годы коэффициент избыточного обеспечения фотоэлектрических систем имеет тенденцию к увеличению.
Помимо причин потери системы, дальнейшее снижение цен на компоненты в последние годы и совершенствование инверторной технологии привели к увеличению количества подключаемых цепочек, что делает избыточное выделение ресурсов все более экономичным. Избыточное обеспечение компонентами также может снизить стоимость электроэнергии, тем самым улучшая внутреннюю норму окупаемости проекта, поэтому повышается антирисковая способность инвестиций в проект.
Кроме того, мощные фотоэлектрические модули стали основной тенденцией развития фотоэлектрической промышленности на данном этапе, что еще больше увеличивает возможность избыточного обеспечения компонентами и увеличения установленной мощности бытовых фотоэлектрических систем.
На основании вышеперечисленных факторов избыточное обеспечение стало тенденцией при проектировании фотоэлектрических проектов.
02
Производство электроэнергии и анализ затрат
—
На примере бытовой фотоэлектрической электростанции мощностью 6 кВт, инвестированной владельцем, выбраны модули LONGi мощностью 540 Вт, которые обычно используются на распределенном рынке.Подсчитано, что в день можно производить в среднем 20 кВтч электроэнергии, а годовая мощность производства электроэнергии составляет около 7300 кВтч.
Согласно электрическим параметрам компонентов, рабочий ток максимальной рабочей точки составляет 13А.Выберите на рынке основной инвертор GoodWe GW6000-DNS-30.Максимальный входной ток этого инвертора составляет 16 А, что позволяет адаптировать его к текущим рыночным условиям.сильноточные компоненты.Взяв за основу среднее за 30 лет значение годовой суммарной радиации световых ресурсов в городе Яньтай провинции Шаньдун, были проанализированы различные системы с разными коэффициентами сверхпропорций.
2.1 эффективность системы
С одной стороны, избыточное обеспечение увеличивает выработку электроэнергии, но, с другой стороны, из-за увеличения количества солнечных модулей на стороне постоянного тока, соответствующие потери солнечных модулей в солнечной цепочке и потеря Увеличение линии постоянного тока, поэтому существует оптимальное соотношение мощностей, максимально повышающее эффективность системы.После моделирования PVsyst можно получить эффективность системы при различных коэффициентах мощности системы 6 кВА.Как показано в таблице ниже, когда коэффициент мощности составляет около 1,1, эффективность системы достигает максимума, что также означает, что коэффициент использования компонентов в это время является самым высоким.
Эффективность системы и годовая выработка электроэнергии с различными коэффициентами мощности
2.2 Производство электроэнергии и доходы
В зависимости от эффективности системы при различных коэффициентах избыточного обеспечения и теоретической скорости распада модулей за 20 лет можно получить годовую выработку электроэнергии при различных коэффициентах предоставления мощности.Годовой доход от продажи электроэнергии рассчитывается на основе сетевой цены на электроэнергию в размере 0,395 юаней/кВтч (базовая цена на электроэнергию для десульфурированного угля в провинции Шаньдун).Результаты расчетов представлены в таблице выше.
2.3 Анализ затрат
Стоимость — это то, что больше беспокоит пользователей бытовых фотоэлектрических проектов. Среди них фотоэлектрические модули и инверторы являются основными материалами оборудования, а другие вспомогательные материалы, такие как фотоэлектрические кронштейны, защитное оборудование и кабели, а также затраты, связанные с установкой проекта. строительство. Кроме того, пользователям также необходимо учитывать затраты на содержание фотоэлектрических электростанций.Средние затраты на техническое обслуживание составляют от 1% до 3% от общей суммы инвестиций.В общей стоимости фотоэлектрические модули составляют от 50% до 60%.На основе вышеуказанных статей затрат текущая цена единицы фотоэлектрической энергии для домохозяйств примерно такая, как показано в следующей таблице:
Ориентировочная стоимость бытовых фотоэлектрических систем
Из-за различных коэффициентов избыточного выделения стоимость системы также будет различаться, включая компоненты, кронштейны, кабели постоянного тока и плату за установку.Согласно приведенной выше таблице можно рассчитать стоимость различных коэффициентов избыточного резервирования, как показано на рисунке ниже.
Затраты, выгоды и эффективность системы при различных коэффициентах избыточных резервов
03
Дополнительный анализ выгод
—
Из приведенного выше анализа видно, что, хотя годовое производство электроэнергии и доходы будут увеличиваться с увеличением коэффициента избыточного обеспечения, инвестиционные затраты также будут увеличиваться.Кроме того, из приведенной выше таблицы видно, что эффективность системы в 1,1 раза выше. Лучше всего при парном использовании. Поэтому с технической точки зрения оптимальным является перевес в 1,1 раза.
Однако с точки зрения инвесторов недостаточно рассматривать проектирование фотоэлектрических систем с технической точки зрения.Также необходимо проанализировать влияние перераспределения средств на инвестиционный доход с экономической точки зрения.
В соответствии с инвестиционными затратами и доходом от производства электроэнергии при указанных выше коэффициентах мощности можно рассчитать стоимость кВтч системы на 20 лет и внутреннюю норму прибыли до уплаты налогов.
LCOE и IRR при различных коэффициентах избыточных резервов
Как видно из приведенного выше рисунка, когда коэффициент распределения мощности невелик, выработка электроэнергии и доход системы увеличиваются с увеличением коэффициента распределения мощности, и увеличенный доход в это время может покрыть дополнительные затраты из-за чрезмерного распределение. Когда коэффициент мощности слишком велик, внутренняя норма отдачи системы постепенно снижается из-за таких факторов, как постепенное увеличение предела мощности добавленной части и увеличение потерь в линии.Когда коэффициент мощности равен 1,5, внутренняя норма доходности IRR системных инвестиций является самой большой.Поэтому с экономической точки зрения оптимальным соотношением производительности для этой системы является 1,5:1.
С помощью того же метода, что и выше, оптимальное соотношение мощностей системы при различных мощностях рассчитывается с точки зрения экономики, и результаты следующие:
04
Эпилог
—
Используя данные о солнечных ресурсах провинции Шаньдун, в условиях различных коэффициентов мощности рассчитывается выходная мощность фотоэлектрического модуля, достигающая инвертора после потери.Когда коэффициент мощности равен 1,1, потери в системе являются наименьшими, а коэффициент использования компонентов в настоящее время является самым высоким. Однако с экономической точки зрения, когда коэффициент мощности равен 1,5, доход от фотоэлектрических проектов является самым высоким. .При проектировании фотоэлектрической системы следует учитывать не только степень использования компонентов с учетом технических факторов, но и экономию, которая является ключом к разработке проекта.По экономическим расчетам система 1.3 мощностью 8 кВт является наиболее экономичной при избыточном обеспечении, система 10 кВт 1.2 является наиболее экономичной при избыточном обеспечении, а система 1.2 мощностью 15 кВт является наиболее экономичной при избыточном обеспечении. .
При использовании одного и того же метода для экономического расчета коэффициента мощности в промышленности и торговле за счет снижения себестоимости ватта системы экономически оптимальный коэффициент мощности будет выше.Кроме того, по рыночным причинам стоимость фотоэлектрических систем также будет сильно различаться, что также сильно повлияет на расчет оптимального коэффициента мощности.Это также основная причина, по которой различные страны ввели ограничения на коэффициент проектной мощности фотоэлектрических систем.
Время публикации: 28 сентября 2022 г.