No projeto do sistema de usina fotovoltaica, a relação entre a capacidade instalada dos módulos fotovoltaicos e a capacidade nominal do inversor é a relação de potência CC/CA.
Que é um parâmetro de projeto muito importante.No “Padrão de Eficiência do Sistema de Geração de Energia Fotovoltaica” lançado em 2012, a relação de capacidade é projetada de acordo com 1:1, mas devido à influência das condições de luz e temperatura, os módulos fotovoltaicos não conseguem atingir o potência nominal na maior parte do tempo, e o inversor basicamente Todos estão funcionando abaixo da capacidade total e na maioria das vezes estão no estágio de desperdício de capacidade.
Na norma divulgada no final de outubro de 2020, o rácio de capacidade das centrais fotovoltaicas foi totalmente liberalizado e o rácio máximo de componentes e inversores atingiu 1,8:1.A nova norma aumentará enormemente a demanda interna por componentes e inversores.Pode reduzir o custo da eletricidade e acelerar a chegada da era da paridade fotovoltaica.
Este artigo tomará como exemplo o sistema fotovoltaico distribuído em Shandong e o analisará da perspectiva da potência real de saída dos módulos fotovoltaicos, da proporção de perdas causadas pelo provisionamento excessivo e da economia.
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A tendência de provisionamento excessivo de painéis solares
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Atualmente, o superprovisionamento médio de usinas fotovoltaicas no mundo está entre 120% e 140%.A principal razão para o provisionamento excessivo é que os módulos fotovoltaicos não conseguem atingir a potência de pico ideal durante a operação real.Os fatores de influência incluem:
1).Intensidade de radiação insuficiente (inverno)
2).Temperatura ambiente
3). Bloqueio de sujeira e poeira
4). A orientação do módulo solar não é ideal ao longo do dia (os colchetes de rastreamento são menos importantes)
5).Atenuação do módulo solar: 3% no primeiro ano, 0,7% ao ano depois
6). Perdas correspondentes dentro e entre cadeias de módulos solares
Curvas diárias de geração de energia com diferentes taxas de superprovisionamento
Nos últimos anos, a taxa de provisionamento excessivo de sistemas fotovoltaicos tem mostrado uma tendência crescente.
Além das razões para a perda do sistema, o declínio adicional dos preços dos componentes nos últimos anos e a melhoria da tecnologia do inversor levaram a um aumento no número de strings que podem ser conectadas, tornando o provisionamento excessivo cada vez mais econômico. , o fornecimento excessivo de componentes também pode reduzir o custo da electricidade, melhorando assim a taxa interna de retorno do projecto, aumentando assim a capacidade anti-risco do investimento do projecto.
Além disso, os módulos fotovoltaicos de alta potência tornaram-se a principal tendência no desenvolvimento da indústria fotovoltaica nesta fase, o que aumenta ainda mais a possibilidade de fornecimento excessivo de componentes e de aumento da capacidade instalada fotovoltaica doméstica.
Com base nos fatores acima, o provisionamento excessivo tornou-se a tendência na concepção de projetos fotovoltaicos.
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Geração de energia e análise de custos
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Tomando como exemplo a usina fotovoltaica doméstica de 6kW investida pelo proprietário, são selecionados módulos LONGi 540W, comumente usados no mercado distribuído.Estima-se que uma média de 20 kWh de eletricidade possa ser gerada por dia, e a capacidade anual de geração de energia seja de cerca de 7.300 kWh.
De acordo com os parâmetros elétricos dos componentes, a corrente de trabalho do ponto máximo de trabalho é 13A.Escolha o inversor convencional GoodWe GW6000-DNS-30 do mercado.A corrente máxima de entrada deste inversor é 16A, podendo se adaptar ao mercado atual.componentes de alta corrente.Tomando como referência o valor médio de 30 anos da radiação total anual dos recursos luminosos na cidade de Yantai, província de Shandong, foram analisados vários sistemas com diferentes proporções de sobreproporção.
2.1 eficiência do sistema
Por um lado, o provisionamento excessivo aumenta a geração de energia, mas por outro lado, devido ao aumento do número de módulos solares no lado CC, à perda correspondente dos módulos solares na cadeia solar e à perda do Aumento da linha DC, para que haja uma relação de capacidade ideal, maximize a eficiência do sistema.Após a simulação do PVsyst, a eficiência do sistema sob diferentes taxas de capacidade do sistema de 6kVA pode ser obtida.Conforme mostrado na tabela abaixo, quando o índice de capacidade é de cerca de 1,1, a eficiência do sistema atinge o máximo, o que também significa que a taxa de utilização dos componentes é a mais alta neste momento.
Eficiência do sistema e geração anual de energia com diferentes taxas de capacidade
2.2 geração de energia e receitas
De acordo com a eficiência do sistema sob diferentes taxas de provisionamento excessivo e a taxa teórica de decaimento dos módulos em 20 anos, a geração anual de energia sob diferentes taxas de provisionamento de capacidade pode ser obtida.De acordo com o preço da eletricidade na rede de 0,395 yuan/kWh (o preço de referência da eletricidade para o carvão dessulfurizado em Shandong), a receita anual de vendas de eletricidade é calculada.Os resultados do cálculo são mostrados na tabela acima.
2.3 Análise de custos
O custo é o que mais preocupa os usuários de projetos fotovoltaicos domésticos.Entre eles, os módulos fotovoltaicos e inversores são os principais materiais dos equipamentos, e outros materiais auxiliares, como suportes fotovoltaicos, equipamentos de proteção e cabos, além dos custos de instalação do projeto construção.Além disso, os usuários também precisam considerar o custo de manutenção de usinas fotovoltaicas.O custo médio de manutenção representa cerca de 1% a 3% do custo total do investimento.No custo total, os módulos fotovoltaicos representam cerca de 50% a 60%.Com base nos itens de despesas de custo acima, o preço unitário atual do custo fotovoltaico doméstico é aproximadamente o mostrado na tabela a seguir:
Custo estimado de sistemas fotovoltaicos residenciais
Devido às diferentes taxas de provisionamento excessivo, o custo do sistema também irá variar, incluindo componentes, suportes, cabos CC e taxas de instalação.De acordo com a tabela acima, pode-se calcular o custo dos diferentes índices de superprovisionamento, conforme mostra a figura abaixo.
Custos, benefícios e eficiências do sistema sob diferentes proporções de superprovisionamento
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Análise de benefícios incrementais
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Pode-se observar pela análise acima que, embora a produção anual de energia e o rendimento aumentem com o aumento do rácio de sobreprovisionamento, o custo do investimento também aumentará.Além disso, a tabela acima mostra que a eficiência do sistema é 1,1 vezes melhor quando emparelhada. Portanto, do ponto de vista técnico, um excesso de peso de 1,1x é ideal.
Porém, do ponto de vista dos investidores, não basta considerar o projeto de sistemas fotovoltaicos de uma perspectiva técnica.É também necessário analisar o impacto da sobreafectação nos rendimentos do investimento numa perspectiva económica.
De acordo com o custo de investimento e a receita de geração de energia sob os diferentes índices de capacidade acima, o custo do sistema em kWh por 20 anos e a taxa interna de retorno antes dos impostos podem ser calculados.
LCOE e TIR sob diferentes índices de superprovisionamento
Como pode ser visto na figura acima, quando o rácio de atribuição de capacidade é pequeno, a geração de energia e as receitas do sistema aumentam com o aumento do rácio de atribuição de capacidade, e o aumento da receita neste momento pode cobrir o custo extra devido ao excesso alocação.Quando a relação de capacidade é muito grande, a taxa interna de retorno do sistema diminui gradualmente devido a fatores como o aumento gradual do limite de potência da parte adicionada e o aumento da perda de linha.Quando o índice de capacidade é 1,5, a TIR da taxa interna de retorno do investimento no sistema é a maior.Portanto, do ponto de vista económico, 1,5:1 é a relação de capacidade ideal para este sistema.
Através do mesmo método acima, a relação de capacidade ideal do sistema sob diferentes capacidades é calculada do ponto de vista da economia, e os resultados são os seguintes:
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Epílogo
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Usando os dados de recursos solares de Shandong, sob condições de diferentes taxas de capacidade, é calculada a potência de saída do módulo fotovoltaico que chega ao inversor após ser perdida.Quando o índice de capacidade é 1,1, a perda do sistema é a menor e a taxa de utilização dos componentes é a mais alta neste momento. Porém, do ponto de vista econômico, quando o índice de capacidade é 1,5, a receita dos projetos fotovoltaicos é a maior .Ao projetar um sistema fotovoltaico, não apenas a taxa de utilização dos componentes sob fatores técnicos deve ser considerada, mas também a economia é a chave para a concepção do projeto.Através do cálculo econômico, o sistema 8kW 1.3 é o mais econômico quando está superprovisionado, o sistema 10kW 1.2 é o mais econômico quando está superprovisionado e o sistema 15kW 1.2 é o mais econômico quando está superprovisionado .
Quando o mesmo método é utilizado para o cálculo económico do rácio de capacidade na indústria e no comércio, devido à redução do custo por watt do sistema, o rácio de capacidade economicamente óptimo será maior.Além disso, por razões de mercado, o custo dos sistemas fotovoltaicos também variará muito, o que também afetará muito o cálculo da relação de capacidade ideal.Esta é também a razão fundamental pela qual vários países lançaram restrições à relação de capacidade de projeto dos sistemas fotovoltaicos.
Horário da postagem: 28 de setembro de 2022