Při návrhu systému fotovoltaické elektrárny je poměr instalovaného výkonu fotovoltaických modulů k jmenovité kapacitě střídače DC/AC Power Ratio，
Což je velmi důležitý konstrukční parametr. Ve standardu „Photovoltaic Power Generation System Efficiency Standard“ vydaném v roce 2012 je poměr kapacity navržen podle 1:1, ale vlivem světelných podmínek a teploty nemohou fotovoltaické moduly dosáhnout nominální výkon většinu času a střídač v podstatě Všechny běží na méně než plnou kapacitu a většinu času jsou ve fázi plýtvání kapacitou.
Ve standardu vydaném na konci října 2020 byl kapacitní poměr fotovoltaických elektráren plně liberalizován a maximální poměr komponentů a střídačů dosáhl 1,8:1. Nový standard výrazně zvýší domácí poptávku po komponentech a měničích. Může snížit náklady na elektřinu a urychlit příchod éry fotovoltaické parity.
Tento článek vezme jako příklad distribuovaný fotovoltaický systém v Shandongu a analyzuje jej z pohledu skutečného výstupního výkonu fotovoltaických modulů, podílu ztrát způsobených nadměrným zásobováním a ekonomiky.
01
Trend nadměrného zásobování solárními panely
—
V současné době se průměrné předzásobení fotovoltaických elektráren ve světě pohybuje mezi 120 % a 140 %. Hlavním důvodem nadměrného zásobování je to, že FV moduly nemohou během skutečného provozu dosáhnout ideálního špičkového výkonu. Mezi ovlivňující faktory patří:
1).Nedostatečná intenzita záření (zima)
2).Okolní teplota
3) Blokování nečistot a prachu
4). Orientace solárního modulu není během dne optimální (sledovací závorky jsou méně důležitým faktorem)
5).Útlum solárního modulu: 3 % v prvním roce, 0,7 % ročně poté
6). Vyrovnání ztrát uvnitř a mezi řetězci solárních modulů
Denní křivky výroby energie s různými poměry nadměrného zásobování
V posledních letech vykazuje poměr nadprovize fotovoltaických systémů rostoucí trend.
Kromě důvodů ztráty systému vedl další pokles cen komponent v posledních letech a zdokonalování invertorové technologie ke zvýšení počtu řetězců, které lze připojit, čímž je přebytek zásobování stále ekonomičtější. Nadměrné zásobování komponentami může také snížit náklady na elektřinu, čímž se zlepší vnitřní míra návratnosti projektu, takže se zvýší antiriziková schopnost investice do projektu.
Hlavním trendem rozvoje fotovoltaického průmyslu se v této fázi navíc staly vysokovýkonové fotovoltaické moduly, což dále zvyšuje možnost nadměrného zásobování komponentami a zvyšování instalovaného výkonu fotovoltaiky v domácnostech.
Na základě výše uvedených faktorů se trendem projektování fotovoltaických projektů stalo overprovisioning.
02
Výroba elektřiny a analýza nákladů
—
Vezmeme-li jako příklad 6kW domácí fotovoltaickou elektrárnu investovanou majitelem, jsou vybrány moduly LONGi 540W, které se běžně používají na distribuovaném trhu. Odhaduje se, že za den lze vyrobit průměrně 20 kWh elektřiny a roční kapacita výroby elektřiny je asi 7 300 kWh.
Podle elektrických parametrů součástek je pracovní proud maximálního pracovního bodu 13A. Vyberte si mainstreamový invertor GoodWe GW6000-DNS-30 na trhu. Maximální vstupní proud tohoto měniče je 16A, což se dokáže přizpůsobit aktuálnímu trhu. vysokoproudé komponenty. S ohledem na 30letou průměrnou hodnotu ročního celkového vyzařování světelných zdrojů ve městě Yantai v provincii Shandong jako referenční byly analyzovány různé systémy s různými poměry nadproporce.
2.1 účinnost systému
Na jedné straně nadměrné zásobování zvyšuje výrobu energie, ale na druhé straně v důsledku nárůstu počtu solárních modulů na stejnosměrné straně dochází k odpovídající ztrátě solárních modulů v solárním řetězci a ztrátě Zvýšení DC linky, takže je optimální poměr kapacity, maximalizuje účinnost systému. Po simulaci PVsyst lze získat účinnost systému při různých kapacitních poměrech systému 6kVA. Jak je uvedeno v tabulce níže, když je poměr kapacity přibližně 1,1, účinnost systému dosahuje maxima, což také znamená, že míra využití komponent je v tuto chvíli nejvyšší.
Účinnost systému a roční výroba energie s různými poměry kapacity
2.2 výroba elektřiny a výnosy
Podle účinnosti systému při různých poměrech přetížení a teoretické rychlosti úbytku modulů za 20 let lze získat roční výrobu energie při různých poměrech přečerpání kapacity. Podle ceny elektřiny v síti 0,395 juanů/kWh (referenční cena elektřiny pro odsířené uhlí v Shandongu) se vypočítá roční příjem z prodeje elektřiny. Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce výše.
2.3 Analýza nákladů
Náklady jsou to, čeho se uživatelé fotovoltaických projektů pro domácnost více zajímají. Mezi nimi jsou fotovoltaické moduly a invertory hlavním materiálem vybavení a další pomocné materiály, jako jsou fotovoltaické držáky, ochranná zařízení a kabely, stejně jako náklady související s instalací projektu. Kromě toho musí uživatelé zvážit také náklady na údržbu fotovoltaických elektráren. Průměrné náklady na údržbu tvoří asi 1 % až 3 % celkových investičních nákladů. V celkových nákladech tvoří fotovoltaické moduly asi 50 % až 60 %. Na základě výše uvedených položek nákladů je současná jednotková cena fotovoltaiky pro domácnost zhruba taková, jak je uvedeno v následující tabulce:
Odhadované náklady na rezidenční fotovoltaické systémy
Vzhledem k různým poměrům nadměrného zásobování se budou lišit i náklady na systém, včetně komponent, držáků, stejnosměrných kabelů a instalačních poplatků. Podle výše uvedené tabulky lze vypočítat náklady na různé ukazatele nadprovize, jak je znázorněno na obrázku níže.
Systémové náklady, přínosy a efektivita při různých poměrech nadměrného poskytování
03
Přírůstková analýza přínosů
—
Z výše uvedené analýzy je patrné, že i když roční výroba elektřiny a příjem porostou se zvýšením poměru nadprovize, zvýší se i investiční náklady. Výše uvedená tabulka navíc ukazuje, že účinnost systému je 1,1krát vyšší Nejlepší při spárování. Proto je z technického hlediska optimální 1,1násobná nadváha.
Z pohledu investorů však nestačí posuzovat návrh fotovoltaických systémů z technického hlediska. Je také nutné analyzovat dopad nadměrné alokace na investiční výnosy z ekonomického hlediska.
Podle investičních nákladů a výnosů z výroby elektřiny při výše uvedených různých kapacitních poměrech lze vypočítat náklady na kWh systému za 20 let a vnitřní míru návratnosti před zdaněním.
LCOE a IRR pod různými poměry nadprovize
Jak je vidět z výše uvedeného obrázku, když je poměr přidělování kapacity malý, výroba energie a příjmy systému se zvyšují se zvyšováním poměru přidělování kapacity a zvýšené příjmy v tomto okamžiku mohou pokrýt dodatečné náklady způsobené nadměrným alokace. Když je poměr kapacity příliš velký, vnitřní míra návratnosti systému se postupně snižuje v důsledku faktorů, jako je postupné zvyšování limitu výkonu přidané části a nárůst ztráty vedení. Když je poměr kapacity 1,5, je vnitřní míra návratnosti IRR investic do systému největší. Z ekonomického hlediska je tedy pro tento systém optimální poměr kapacity 1,5:1.
Stejnou metodou jako výše se vypočítá optimální poměr kapacity systému při různých kapacitách z hlediska hospodárnosti a výsledky jsou následující:
04
Epilog
—
S použitím údajů o solárních zdrojích Shandong, za podmínek různých kapacitních poměrů, se vypočítá výkon výstupu fotovoltaického modulu, který dosáhne po ztrátě střídače. Při kapacitním poměru 1,1 je ztráta systému nejmenší a míra využití komponent je v tuto chvíli nejvyšší. Z ekonomického hlediska je však při kapacitním poměru 1,5 nejvyšší výnosy z fotovoltaických projektů. . Při navrhování fotovoltaického systému je třeba vzít v úvahu nejen míru využití komponent podle technických faktorů, ale také ekonomika je klíčem k návrhu projektu.Prostřednictvím ekonomického výpočtu je 8kW systém 1.3 nejúspornější, když je předzásobený, 10kW systém 1.2 je nejekonomičtější, když je předzásobený, a 15kW systém 1.2 je nejúspornější, když je přetížený. .
Při použití stejné metody pro ekonomický výpočet kapacitního poměru v průmyslu a obchodu bude v důsledku snížení nákladů na watt systému ekonomicky optimální poměr kapacity vyšší. Navíc se z tržních důvodů budou velmi lišit i náklady na fotovoltaické systémy, což také velmi ovlivní výpočet optimálního poměru kapacity. To je také zásadní důvod, proč různé země uvolnily omezení na poměr projektované kapacity fotovoltaických systémů.
Čas odeslání: 28. září 2022