Seiring dengan meningkatnya permintaan global akan energi terbarukan, teknologi pembangkit listrik fotovoltaik telah berkembang pesat. Sebagai pembawa inti teknologi pembangkit listrik fotovoltaik, rasionalitas desain pembangkit listrik fotovoltaik secara langsung mempengaruhi efisiensi pembangkit listrik, stabilitas operasional, dan manfaat ekonomi dari pembangkit listrik tersebut. Diantaranya, rasio kapasitas merupakan parameter kunci dalam desain pembangkit listrik fotovoltaik dan memiliki dampak penting terhadap kinerja pembangkit listrik secara keseluruhan.
01
Ikhtisar rasio kapasitas pembangkit listrik fotovoltaik
Rasio kapasitas pembangkit listrik fotovoltaik mengacu pada rasio kapasitas terpasang modul fotovoltaik dengan kapasitas peralatan inverter. Karena ketidakstabilan pembangkit listrik fotovoltaik dan dampak lingkungan yang besar, rasio kapasitas pembangkit listrik fotovoltaik yang hanya dikonfigurasikan sesuai dengan kapasitas terpasang modul fotovoltaik pada 1:1 akan menyebabkan pemborosan kapasitas inverter fotovoltaik. Oleh karena itu, perlu dilakukan peningkatan kapasitas sistem fotovoltaik dengan dasar pengoperasian sistem fotovoltaik yang stabil. Untuk efisiensi pembangkitan listrik sistem fotovoltaik, desain rasio kapasitas optimal harus lebih besar dari 1:1. Desain rasio kapasitas yang rasional tidak hanya dapat memaksimalkan keluaran pembangkit listrik, tetapi juga beradaptasi dengan kondisi pencahayaan yang berbeda dan mengatasi beberapa kerugian sistem.
02
Faktor utama yang mempengaruhi rasio volume
Rancangan rasio kapasitas terhadap distribusi yang masuk akal perlu dipertimbangkan secara komprehensif berdasarkan situasi proyek tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhi rasio kapasitas terhadap distribusi meliputi redaman komponen, kehilangan sistem, radiasi, kemiringan pemasangan komponen, dll. Analisis spesifiknya adalah sebagai berikut.
1. Redaman komponen
Dalam kondisi penuaan dan redaman normal, redaman modul saat ini pada tahun pertama adalah sekitar 1%, dan redaman modul setelah tahun kedua akan berubah secara linier. Tingkat peluruhan dalam 30 tahun adalah sekitar 13%, yang berarti kapasitas pembangkit listrik tahunan modul menurun, dan keluaran daya terukur tidak dapat dipertahankan terus menerus. Oleh karena itu, desain rasio kapasitas fotovoltaik harus memperhitungkan redaman komponen selama seluruh siklus hidup pembangkit listrik untuk memaksimalkan kesesuaian komponen pembangkit listrik dan meningkatkan efisiensi sistem.
2. Kehilangan sistem
Pada sistem fotovoltaik terdapat berbagai macam rugi-rugi antara modul fotovoltaik dan keluaran inverter, antara lain rugi-rugi komponen seri dan paralel serta debu pelindung, rugi-rugi kabel DC, rugi-rugi inverter fotovoltaik, dll. Rugi-rugi pada setiap link akan mempengaruhi inverter dari pembangkit listrik fotovoltaik. daya keluaran sebenarnya dari konverter.
Dalam aplikasi proyek, PVsyst dapat digunakan untuk mensimulasikan konfigurasi aktual dan kehilangan bayangan proyek; secara umum, rugi-rugi sisi DC pada sistem fotovoltaik adalah sekitar 7-12%, rugi-rugi inverter sekitar 1-2%, dan rugi-rugi total sekitar 8-13%; Oleh karena itu, terdapat deviasi kerugian antara kapasitas terpasang modul fotovoltaik dan data pembangkit listrik sebenarnya. Jika inverter fotovoltaik dipilih berdasarkan kapasitas pemasangan modul dan rasio kapasitas 1:1, kapasitas keluaran maksimum aktual inverter hanya sekitar 90% dari kapasitas pengenal inverter. Bahkan ketika pencahayaan dalam kondisi terbaiknya, inverter tidak akan bekerja pada beban penuh sehingga mengurangi pemanfaatan inverter dan sistem.
3. Daerah yang berbeda mempunyai radiasi yang berbeda
Modul hanya dapat mencapai keluaran daya terukur dalam kondisi kerja STC (kondisi kerja STC: intensitas cahaya 1000W/m², suhu baterai 25 derajat, kualitas udara 1,5). Jika kondisi kerja tidak memenuhi kondisi STC, daya keluaran modul fotovoltaik harus lebih kecil dari daya pengenalnya, dan distribusi waktu sumber daya cahaya dalam sehari tidak semuanya dapat memenuhi kondisi STC, terutama karena perbedaan radiasi yang besar. , suhu, dll. pada pagi, tengah dan sore hari; pada saat yang sama, radiasi dan lingkungan yang berbeda di wilayah yang berbeda mempunyai dampak yang berbeda terhadap pembangkit listrik modul fotovoltaik. , sehingga pada tahap awal proyek perlu memahami data sumber penerangan lokal menurut area tertentu dan melakukan penghitungan data.
Oleh karena itu, bahkan di wilayah sumber daya yang sama, terdapat perbedaan iradiasi yang besar sepanjang tahun. Artinya konfigurasi sistemnya sama, yaitu kapasitas pembangkitan listrik berbeda dengan rasio kapasitas yang sama. Untuk mencapai pembangkitan listrik yang sama dapat dicapai dengan mengubah rasio kapasitas.
4. Sudut kemiringan pemasangan komponen
Akan terdapat jenis atap yang berbeda dalam proyek pembangkit listrik fotovoltaik sisi pengguna yang sama, dan jenis atap yang berbeda akan melibatkan sudut kemiringan desain komponen yang berbeda, dan radiasi yang diterima oleh komponen terkait juga akan berbeda; misalnya, dalam proyek industri dan komersial di Zhejiang Terdapat atap genteng baja berwarna dan atap beton, dan sudut kemiringan desain masing-masing 3 derajat dan 18 derajat. Sudut kemiringan yang berbeda disimulasikan melalui PV dan data iradiasi permukaan miring ditunjukkan pada gambar di bawah; Anda dapat melihat iradiasi yang diterima oleh komponen yang dipasang pada sudut yang berbeda. Derajatnya berbeda. Misalnya, jika atap terdistribusi sebagian besar berupa genteng, energi keluaran komponen dengan kapasitas yang sama akan lebih rendah dibandingkan dengan kemiringan tertentu.
03
Ide desain rasio kapasitas
Berdasarkan analisis di atas, desain rasio kapasitas terutama untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik secara keseluruhan dengan menyesuaikan kapasitas akses sisi DC inverter; metode konfigurasi rasio kapasitas saat ini terutama dibagi menjadi penyediaan berlebih kompensasi dan penyediaan berlebih aktif.
1. Kompensasi atas alokasi yang berlebihan
Mengkompensasi pencocokan berlebih berarti menyesuaikan rasio kapasitas terhadap pencocokan sehingga inverter dapat mencapai keluaran beban penuh saat pencahayaan terbaik. Metode ini hanya memperhitungkan sebagian kerugian yang ada pada sistem fotovoltaik. Dengan meningkatkan kapasitas komponen (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah), kerugian sistem selama transmisi energi dapat dikompensasi, sehingga inverter dapat mencapai keluaran beban penuh selama penggunaan sebenarnya. efek tanpa kehilangan puncak kliping.
2. Alokasi berlebih yang aktif
Penyediaan berlebih secara aktif adalah dengan terus meningkatkan kapasitas modul fotovoltaik berdasarkan kompensasi atas penyediaan berlebih (seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah). Metode ini tidak hanya mempertimbangkan kerugian sistem, namun juga mempertimbangkan secara komprehensif faktor-faktor seperti biaya dan manfaat investasi. Tujuannya adalah untuk secara aktif memperpanjang waktu pengoperasian inverter dengan beban penuh untuk menemukan keseimbangan antara peningkatan biaya investasi komponen dan pendapatan pembangkitan listrik sistem, sehingga meminimalkan biaya tingkat rata-rata listrik (LCOE) sistem. Sekalipun penerangannya buruk, inverter tetap beroperasi pada beban penuh, sehingga memperpanjang waktu pengoperasian beban penuh; namun, kurva pembangkitan listrik sebenarnya dari sistem akan mengalami fenomena "puncak kliping" seperti yang ditunjukkan pada gambar, dan akan berada pada batasnya selama beberapa periode waktu. Kirim status kerja. Namun, dengan rasio kapasitas yang sesuai, LCOE keseluruhan sistem adalah yang terendah, sehingga pendapatan meningkat.
Hubungan antara pencocokan berlebih terkompensasi, pencocokan berlebih aktif, dan LCOE ditunjukkan pada gambar di bawah. LCOE terus menurun seiring dengan meningkatnya rasio kesesuaian kapasitas. Pada titik compensation over-matching, LCOE sistem tidak mencapai nilai terendah. Jika rasio pencocokan kapasitas ditingkatkan lebih lanjut ke titik pencocokan berlebih yang aktif, LCOE LCOE sistem mencapai minimum. Jika rasio kapasitas terus ditingkatkan maka LCOE akan meningkat. Oleh karena itu, titik distribusi berlebih aktif merupakan nilai rasio kapasitas optimal sistem.
Untuk inverter, cara memenuhi LCOE terendah dari sistem memerlukan kemampuan penyediaan berlebih sisi DC yang memadai. Untuk wilayah yang berbeda, terutama wilayah dengan kondisi iradiasi yang buruk, diperlukan solusi over-provisioning aktif yang lebih tinggi untuk mencapai inversi yang diperpanjang. Waktu keluaran pengenal inverter dapat dimaksimalkan untuk mengurangi LCOE sistem; misalnya, inverter fotovoltaik Growatt mendukung penyediaan berlebih 1,5 kali pada sisi DC, yang dapat memenuhi kompatibilitas penyediaan berlebih aktif di sebagian besar wilayah.
04
kesimpulan dan saran
Singkatnya, baik skema overprovisioning terkompensasi maupun overprovisioning aktif merupakan cara yang efektif untuk meningkatkan efisiensi sistem fotovoltaik, namun masing-masing memiliki penekanan tersendiri. Penyediaan berlebihan kompensasi terutama berfokus pada kompensasi kerugian sistem, sedangkan penyediaan berlebihan aktif lebih berfokus pada menemukan keseimbangan antara peningkatan investasi dan peningkatan pendapatan; oleh karena itu, dalam proyek aktual, disarankan untuk memilih secara komprehensif rencana konfigurasi rasio penyediaan kapasitas yang sesuai berdasarkan kebutuhan proyek.