Kotitalouksien DC/AC Power Ratio -suunnitteluratkaisu

Aurinkosähkövoimalaitosjärjestelmän suunnittelussa aurinkosähkömoduulien asennetun kapasiteetin suhde invertterin nimelliskapasiteettiin on DC/AC Power Ratio，

Mikä on erittäin tärkeä suunnitteluparametri. Vuonna 2012 julkaistussa "Photovoltaic Power Generation System Efficiency Standardissa" kapasiteettisuhde on suunniteltu 1:1 mukaan, mutta valo-olosuhteiden ja lämpötilan vaikutuksesta aurinkosähkömoduulit eivät pääse nimellisteho suurimman osan ajasta ja taajuusmuuttaja periaatteessa Kaikki käy alle täydellä teholla ja suurimman osan ajasta on kapasiteetin hukkaamisen vaiheessa.

Lokakuun 2020 lopussa julkaistussa standardissa aurinkosähkövoimaloiden kapasiteettisuhde vapautettiin täysin ja komponenttien ja invertterien maksimisuhde saavutti 1,8:1.Uusi standardi lisää merkittävästi komponenttien ja invertterien kotimaista kysyntää.Se voi alentaa sähkön kustannuksia ja nopeuttaa aurinkosähkön pariteetin aikakauden saapumista.

Tässä artikkelissa otetaan esimerkkinä Shandongin hajautettu aurinkosähköjärjestelmä ja analysoidaan sitä aurinkosähkömoduulien todellisen lähtötehon, yliprovisioinnin aiheuttamien häviöiden osuuden ja talouden näkökulmasta.

01

Aurinkopaneelien liikatarjonta

—

Tällä hetkellä aurinkosähkövoimaloiden keskimääräinen ylitarjonta maailmassa on 120–140 prosenttia.Suurin syy ylivaroittamiseen on se, että aurinkosähkömoduulit eivät saavuta ihanteellista huipputehoa todellisen käytön aikana.Vaikuttavia tekijöitä ovat mm.

1) Riittämätön säteilyintensiteetti (talvi)

2). Ympäristön lämpötila

3). Lian ja pölyn esto

4). Aurinkomoduulin suunta ei ole optimaalinen koko päivän ajan (seurantasuluilla on vähemmän merkitystä)

5) Aurinkomoduulien vaimennus: 3 % ensimmäisenä vuonna, 0,7 % vuodessa sen jälkeen

6). Vastaavat tappiot aurinkomoduulien sarjojen sisällä ja välillä

Päivittäiset sähköntuotantokäyrät erilaisilla ylivaraussuhteilla

Viime vuosina aurinkosähköjärjestelmien ylivarausaste on osoittanut kasvavaa suuntausta.

Järjestelmän katoamissyiden lisäksi komponenttien hintojen lasku viime vuosina ja invertteritekniikan kehittyminen ovat johtaneet liitettävän merkkijonojen määrän kasvuun, mikä tekee yliprovisiinnista entistä taloudellisempaa. , komponenttien yliprovisointi voi myös alentaa sähkön kustannuksia ja parantaa siten projektin sisäistä tuottoastetta, jolloin projektiinvestoinnin riskintorjuntakyky paranee.

Lisäksi suuritehoisista aurinkosähkömoduuleista on tullut aurinkosähköteollisuuden kehityksen päätrendi tässä vaiheessa, mikä lisää entisestään mahdollisuuksia komponenttien ylitarjontaan ja kotitalouksien aurinkosähkön asennetun kapasiteetin lisäämiseen.

Yllä olevien tekijöiden perusteella yliprovisiointi on tullut aurinkosähköprojektien suunnittelun trendiksi.

02

Sähköntuotanto ja kustannusanalyysi

—

Esimerkkinä omistajan investoimasta 6 kW:n kotitalouksien aurinkosähkövoimalasta valitaan hajamarkkinoilla yleisesti käytetyt LONGi 540 W -moduulit.Sähköä voidaan tuottaa keskimäärin 20 kWh päivässä ja vuotuinen sähköntuotantokapasiteetti on noin 7 300 kWh.

Komponenttien sähköisten parametrien mukaan maksimityöpisteen käyttövirta on 13A.Valitse markkinoiden valtavirtainvertteri GoodWe GW6000-DNS-30.Tämän invertterin suurin tulovirta on 16 A, joka voi mukautua nykyiseen markkinatilanteeseen.suurvirtakomponentit.Ottaen vertailukohteena Shandongin maakunnan Yantai Cityn valoresurssien vuotuisen kokonaissäteilyn 30 vuoden keskiarvo, analysoitiin erilaisia ​​järjestelmiä, joilla oli erilaiset ylimääräiset suhteet.

2.1 järjestelmän tehokkuus

Yhtäältä ylivaraus lisää sähköntuotantoa, mutta toisaalta aurinkomoduulien määrän kasvun vuoksi DC-puolella, aurinkomoduulien yhteensopivuushäviöstä aurinkosarjassa ja virrankulutuksen menetyksestä. DC-linjan kasvu, joten kapasiteettisuhde on optimaalinen, maksimoi järjestelmän tehokkuus.PVsyst-simuloinnin jälkeen voidaan saada järjestelmän tehokkuus 6kVA järjestelmän eri kapasiteettisuhteilla.Kuten alla olevasta taulukosta näkyy, kun kapasiteettisuhde on noin 1,1, järjestelmän tehokkuus saavuttaa maksiminsa, mikä tarkoittaa myös sitä, että komponenttien käyttöaste on tällä hetkellä korkein.

Järjestelmän tehokkuus ja vuotuinen sähköntuotanto eri kapasiteettisuhteilla

2.2 sähköntuotanto ja tulot

Järjestelmän tehokkuuden erilaisilla ylivaraussuhteilla ja moduulien teoreettisella vaimenemisnopeudella 20 vuodessa voidaan saada vuotuinen sähköntuotanto erilaisilla kapasiteetin varaussuhteilla.Verkkosähkön 0,395 yuania/kWh (rikinpoiston hiilen vertailuhinta Shandongissa) mukaan lasketaan vuotuinen sähkön myyntitulo.Laskentatulokset näkyvät yllä olevassa taulukossa.

2.3 Kustannusanalyysi

Kotitalouksien aurinkosähköprojektien käyttäjät ovat enemmän huolissaan kustannuksista. Niistä aurinkosähkömoduulit ja invertterit ovat tärkeimmät laitemateriaalit ja muut apumateriaalit, kuten aurinkosähkökannattimet, suojalaitteet ja kaapelit, sekä projektin asennukseen liittyvät kustannukset. rakentaminen.Lisäksi käyttäjien on otettava huomioon myös aurinkosähkövoimaloiden ylläpitokustannukset.Keskimääräiset ylläpitokustannukset ovat noin 1–3 % kokonaisinvestointikustannuksista.Kokonaiskustannuksista aurinkosähkömoduulien osuus on noin 50–60 %.Yllä olevien kustannusmenojen perusteella nykyinen kotitalouksien aurinkosähkökustannusyksikköhinta on suunnilleen seuraavan taulukon mukainen:

Asuinrakennusten aurinkosähköjärjestelmien arvioidut kustannukset

Erilaisten ylivaraussuhteiden vuoksi myös järjestelmän kustannukset vaihtelevat, mukaan lukien komponentit, kiinnikkeet, tasavirtakaapelit ja asennusmaksut.Yllä olevan taulukon mukaan voidaan laskea erilaisten ylivaraussuhteiden kustannukset alla olevan kuvan mukaisesti.

Järjestelmän kustannukset, hyödyt ja tehot erilaisilla ylimääräisillä suhteilla

03

Lisähyötyanalyysi

—

Yllä olevasta analyysistä voidaan nähdä, että vaikka vuotuinen sähköntuotanto ja -tulot kasvavat ylivarausasteen kasvaessa, myös investointikustannukset kasvavat.Lisäksi yllä olevasta taulukosta käy ilmi, että järjestelmän tehokkuus on 1,1 kertaa Paras paritettuna. Siksi teknisestä näkökulmasta 1,1-kertainen ylipaino on optimaalinen.

Sijoittajien näkökulmasta ei kuitenkaan riitä, että aurinkosähköjärjestelmien suunnittelua tarkastellaan teknisestä näkökulmasta.On myös tarpeen analysoida yliallokoinnin vaikutusta sijoitustuloihin taloudellisesta näkökulmasta.

Investointikustannusten ja sähköntuotannon tuottojen perusteella edellä mainituilla eri kapasiteettisuhteilla voidaan laskea järjestelmän kWh-kustannus 20 vuodelle ja sisäinen tuotto ennen veroja.

LCOE ja IRR erilaisilla ylimääräisillä suhdeluvuilla

Kuten yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, kun kapasiteetin allokointisuhde on pieni, järjestelmän sähköntuotanto ja tuotto kasvavat kapasiteetin allokointisuhteen kasvaessa ja tällä hetkellä kasvanut tuotto voi kattaa ylimääräisistä kustannuksista aiheutuvat lisäkustannukset. Kun kapasiteettisuhde on liian suuri, järjestelmän sisäinen tuottoaste laskee asteittain johtuen tekijöistä, kuten lisätyn osan tehorajan asteittaisesta noususta ja linjahäviön lisääntymisestä.Kun kapasiteettisuhde on 1,5, järjestelmäinvestoinnin sisäinen tuottoprosentti on suurin.Siksi taloudellisesta näkökulmasta 1,5:1 on optimaalinen kapasiteettisuhde tälle järjestelmälle.

Samalla menetelmällä kuin yllä lasketaan järjestelmän optimaalinen kapasiteettisuhde eri kapasiteetteilla taloudellisuuden näkökulmasta, ja tulokset ovat seuraavat:

04

Epilogi

—

Käyttämällä Shandongin aurinkoresurssitietoja eri kapasiteettisuhteiden olosuhteissa lasketaan invertterin katoamisen jälkeen saavuttavan aurinkosähkömoduulin lähdön teho.Kun kapasiteettisuhde on 1,1, järjestelmähäviö on pienin ja komponenttien käyttöaste on tällä hetkellä suurin. Taloudellisesta näkökulmasta kapasiteettisuhteen ollessa 1,5 aurinkosähköprojektien tuotto on kuitenkin suurin. .Aurinkosähköjärjestelmää suunniteltaessa ei tule huomioida vain komponenttien käyttöastetta teknisissä tekijöissä, vaan myös taloudellisuus on projektin suunnittelun avain.Taloudellisen laskennan mukaan 8 kW:n järjestelmä 1.3 on taloudellisin ylivaroitettuna, 10 kW:n järjestelmä 1.2 on taloudellisin ylivaroitettuna ja 15 kW:n järjestelmä 1.2 on taloudellisin, kun se on ylivarattu. .

Kun samaa menetelmää käytetään teollisuuden ja kaupan kapasiteettisuhteen taloudelliseen laskemiseen, järjestelmän wattikustannusten alenemisesta johtuen taloudellisesti optimaalinen kapasiteettisuhde on korkeampi.Lisäksi markkinasyistä johtuen aurinkosähköjärjestelmien kustannukset vaihtelevat suuresti, mikä vaikuttaa suuresti myös optimaalisen kapasiteettisuhteen laskemiseen.Tämä on myös perustavanlaatuinen syy, miksi useat maat ovat vapauttaneet rajoituksia aurinkosähköjärjestelmien suunnittelukapasiteettisuhteelle.