En el diseño del sistema fotovoltaico de la estación de energía, la relación de la capacidad instalada de los módulos fotovoltaicos a la capacidad nominal del inversor es la relación de potencia de CC/CA,
Que es un parámetro de diseño muy importante. En el "Estándar de eficiencia del sistema de generación de energía fotovoltaica" liberado en 2012, la relación de capacidad se diseña de acuerdo con 1: 1, pero debido a la influencia de las condiciones de la luz y la temperatura, los módulos fotovoltaicos no pueden alcanzar el Potencia nominal la mayor parte del tiempo, y el inversor básicamente todos se ejecutan a menos de una capacidad completa, y la mayoría de las veces está en la etapa de capacidad de pérdida.
En el estándar publicado a fines de octubre de 2020, la relación de capacidad de las plantas de energía fotovoltaica se liberalizó por completo, y la relación máxima de componentes e inversores alcanzó 1.8: 1. El nuevo estándar aumentará en gran medida la demanda interna de componentes e inversores. Puede reducir el costo de la electricidad y acelerar la llegada de la era de la paridad fotovoltaica.
Este documento tomará el sistema fotovoltaico distribuido en Shandong como ejemplo, y lo analizará desde la perspectiva de la potencia de salida real de los módulos fotovoltaicos, la proporción de pérdidas causadas por el sobrevisión y la economía.
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La tendencia de sobreprovisión de paneles solares
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En la actualidad, el sobreprovisión promedio de las plantas de energía fotovoltaica en el mundo es de entre 120% y 140%. La razón principal para el sobreprovisión es que los módulos fotovoltaicos no pueden alcanzar la potencia máxima ideal durante la operación real. Los factores de influencia incluyen:
1). Intensidad de radiación insuficiente (invierno)
2). Temperatura ambiental
3). Dirt y bloqueo de polvo
4). La orientación del módulo solar no es óptima durante todo el día (los soportes de seguimiento son menos factores)
5). Atenuación del módulo solar: 3% en el primer año, 0.7% por año a partir de entonces
6). Pérdidas coincidentes dentro y entre cadenas de módulos solares
Curvas de generación de energía diarias con diferentes relaciones de sobreprovisionamiento
En los últimos años, la relación de sobreprovisión de los sistemas fotovoltaicos ha demostrado una tendencia creciente.
Además de las razones para la pérdida del sistema, la disminución adicional de los precios de los componentes en los últimos años y la mejora de la tecnología de los inversores ha llevado a un aumento en el número de cadenas que se pueden conectar, lo que hace que el sobrevisión sea cada vez más económico. , el sobreprovisor de los componentes también puede reducir el costo de la electricidad, mejorando así la tasa interna de rendimiento del proyecto, por lo que aumenta la capacidad anti-riesgo de la inversión del proyecto.
Además, los módulos fotovoltaicos de alta potencia se han convertido en la tendencia principal en el desarrollo de la industria fotovoltaica en esta etapa, lo que aumenta aún más la posibilidad de que el supervisión de los componentes y el aumento de la capacidad instalada fotovoltaica doméstica.
Según los factores anteriores, el sobreprovisionamiento se ha convertido en la tendencia del diseño de proyectos fotovoltaicos.
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Generación de energía y análisis de costos
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Tomando la estación de energía fotovoltaica doméstica de 6kW invertida por el propietario como ejemplo, se seleccionan los módulos Longi 540W, que se usan comúnmente en el mercado distribuido. Se estima que se puede generar un promedio de 20 kWh de electricidad por día, y la capacidad anual de generación de energía es de aproximadamente 7.300 kWh.
Según los parámetros eléctricos de los componentes, la corriente de trabajo del punto de trabajo máximo es 13A. Elija el Inverter convencional Goodwe GW6000-DNS-30 en el mercado. La corriente de entrada máxima de este inversor es 16A, que puede adaptarse al mercado actual. Componentes de alta corriente. Tomando el valor promedio de 30 años de la radiación total anual de los recursos de la luz en la ciudad de Yantai, la provincia de Shandong como referencia, se analizaron varios sistemas con diferentes relaciones sobreproporvientes.
2.1 Eficiencia del sistema
Por un lado, el sobreprovisión aumenta la generación de energía, pero por otro lado, debido al aumento del número de módulos solares en el lado de DC, la pérdida coincidente de los módulos solares en la cuerda solar y la pérdida de la El aumento de la línea DC, por lo que existe una relación de capacidad óptima, maximiza la eficiencia del sistema. Después de la simulación PVSYST, se puede obtener la eficiencia del sistema bajo diferentes relaciones de capacidad del sistema 6KVA. Como se muestra en la tabla a continuación, cuando la relación de capacidad es de aproximadamente 1.1, la eficiencia del sistema alcanza el máximo, lo que también significa que la tasa de utilización de los componentes es la más alta en este momento.
Eficiencia del sistema y generación de energía anual con diferentes relaciones de capacidad
2.2 Generación de energía e ingresos
De acuerdo con la eficiencia del sistema bajo diferentes proporciones de sobreprovisión y la tasa de descomposición teórica de los módulos en 20 años, se puede obtener la generación de energía anual bajo diferentes relaciones de otorgamiento de capacidad. Según el precio de electricidad en la red de 0.395 yuanes/kWh (el precio de la electricidad de referencia para el carbón desulfurizado en Shandong), se calcula los ingresos anuales de ventas de electricidad. Los resultados del cálculo se muestran en la tabla de arriba.
2.3 Análisis de costos
El costo es lo que los usuarios de los proyectos fotovoltaicos domésticos están más preocupados. Construcción. Además, los usuarios también deben considerar el costo de mantener las plantas de energía fotovoltaica. El costo promedio de mantenimiento representa aproximadamente del 1% al 3% del costo total de inversión. En el costo total, los módulos fotovoltaicos representan alrededor del 50% al 60%. Según los artículos de gastos de costos anteriores, el precio unitario actual de costo fotovoltaico actual es aproximadamente como se muestra en la siguiente tabla:
Costo estimado de los sistemas PV residenciales
Debido a las diferentes proporciones de sobreprovisión, el costo del sistema también variará, incluidos componentes, soportes, cables de CC y tarifas de instalación. Según la tabla anterior, se puede calcular el costo de diferentes relaciones de sobre-provisión, como se muestra en la figura a continuación.
Costos del sistema, beneficios y eficiencias bajo diferentes relaciones de sobreprovisionamiento
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Análisis de beneficios incrementales
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Se puede ver en el análisis anterior que, aunque la generación anual de energía y los ingresos aumentarán con el aumento de la relación de sobre-prestación, el costo de inversión también aumentará. Además, la tabla anterior muestra que la eficiencia del sistema es 1.1 veces más mejor cuando se combina. Por lo tanto, desde un punto de vista técnico, un sobrepeso 1.1x es óptimo.
Sin embargo, desde la perspectiva de los inversores, no es suficiente considerar el diseño de sistemas fotovoltaicos desde una perspectiva técnica. También es necesario analizar el impacto de la exceso de asignación en los ingresos por inversiones desde una perspectiva económica.
De acuerdo con el costo de inversión y el ingreso de la generación de energía bajo las diferentes relaciones de capacidad, se puede calcular el costo de KWH del sistema durante 20 años y la tasa de rendimiento interna antes de impuestos.
LCOE e IRR bajo diferentes proporciones de sobreprovisionamiento
Como se puede ver en la cifra anterior, cuando la relación de asignación de capacidad es pequeña, la generación de energía y los ingresos del sistema aumentan con el aumento de la relación de asignación de capacidad, y el aumento de los ingresos en este momento puede cubrir el costo adicional debido a asignación. Cuando la relación de capacidad es demasiado grande, la tasa interna de rendimiento del sistema disminuye gradualmente debido a factores como el aumento gradual en el límite de potencia de la parte agregada y el aumento en la pérdida de línea. Cuando la relación de capacidad es 1.5, la tasa interna de retorno de la inversión del sistema es la más grande. Por lo tanto, desde un punto de vista económico, 1.5: 1 es la relación de capacidad óptima para este sistema.
A través del mismo método anterior, la relación de capacidad óptima del sistema bajo diferentes capacidades se calcula desde la perspectiva de la economía, y los resultados son los siguientes:
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Epílogo
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Al usar los datos de recursos solares de Shandong, en las condiciones de diferentes relaciones de capacidad, se calcula la potencia de la salida del módulo fotovoltaico que alcanza el inversor después de perderse. Cuando la relación de capacidad es 1.1, la pérdida del sistema es la más pequeña, y la tasa de utilización de los componentes es la más alta en este momento. Sin embargo, desde un punto de vista económico, cuando la relación de capacidad es 1.5, los ingresos de los proyectos fotovoltaicos son los más altos . Al diseñar un sistema fotovoltaico, no solo se debe considerar la tasa de utilización de los componentes bajo factores técnicos, sino que también la economía es la clave para el diseño del proyecto.A través del cálculo económico, el sistema de 8kW 1.3 es el más económico cuando se proporciona demasiado, el sistema de 10kW 1.2 es el más económico cuando se proporciona demasiado, y el sistema de 15kW 1.2 es el más económico cuando está demasiado provisión .
Cuando se utiliza el mismo método para el cálculo económico de la relación de capacidad en la industria y el comercio, debido a la reducción del costo por vatio del sistema, la relación de capacidad económicamente óptima será mayor. Además, debido a las razones del mercado, el costo de los sistemas fotovoltaicos también variará mucho, lo que también afectará en gran medida el cálculo de la relación de capacidad óptima. Esta es también la razón fundamental por la cual varios países han publicado restricciones sobre la relación de capacidad de diseño de los sistemas fotovoltaicos.
Tiempo de publicación: septiembre-28-2022