एक पीवी संयंत्र के जीवन चक्र के दौरान, मॉड्यूल की दक्षता और विद्युत घटकों का प्रदर्शन धीरे-धीरे कम होता जाएगा, और फिर बिजली उत्पादन साल-दर-साल कम होता जाएगा। इन प्राकृतिक उम्र बढ़ने के कारकों के अलावा, मॉड्यूल और इनवर्टर की गुणवत्ता संबंधी समस्याएं, लाइन लेआउट, धूल, श्रृंखला और समानांतर नुकसान, केबल नुकसान, और कई अन्य कारक भी होते हैं।
पी.वी. विद्युत संयंत्र के सामान्य वित्तीय मॉडल में, सिस्टम विद्युत उत्पादन तीन वर्षों में लगभग 5% कम हो जाता है, तथा 20 वर्षों के बाद विद्युत उत्पादन घटकर 80% रह जाता है।
पीवी पावर प्लांट की बिजली उत्पादन की गणना कैसे करें?
सैद्धांतिक वार्षिक विद्युत उत्पादन = कुल वार्षिक औसत सौर विकिरण * कुल सेल क्षेत्रफल * प्रकाश-विद्युत रूपांतरण दक्षता। विभिन्न कारणों से, पीवी पावर प्लांट का वास्तविक विद्युत उत्पादन इस प्रकार है: वास्तविक वार्षिक विद्युत उत्पादन = सैद्धांतिक वार्षिक विद्युत उत्पादन * वास्तविक विद्युत उत्पादन दक्षता।
उत्पन्न फोटोवोल्टिक विद्युत की मात्रा को प्रभावित करने वाले दस मुख्य कारक:
01 सौर विकिरण की मात्रा
सौर सेल मॉड्यूल एक ऐसा उपकरण है जो सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और प्रकाश विकिरण की तीव्रता सीधे बिजली उत्पादन क्षमता को प्रभावित करती है।
सौर सेल मॉड्यूल की एक निश्चित रूपांतरण दक्षता के मामले में, फोटोवोल्टिक प्रणालियों की विद्युत उत्पादन क्षमता सौर विकिरण की तीव्रता से निर्धारित होती है। सौर विकिरण ऊर्जा उपयोग के लिए फोटोवोल्टिक प्रणाली की दक्षता लगभग 10% (सौर सेल दक्षता, मॉड्यूल संयोजन हानि, धूल हानि, नियंत्रण इन्वर्टर हानि, लाइन हानि, बैटरी दक्षता) होती है। फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्रों की विद्युत उत्पादन क्षमता सीधे सौर विकिरण की मात्रा से संबंधित होती है। सौर विकिरण की तीव्रता और वर्णक्रमीय विशेषताएँ मौसम संबंधी परिस्थितियों के साथ बदलती रहती हैं। प्रत्येक क्षेत्र का सौर विकिरण डेटा मौसम संबंधी जानकारी खोज वेबसाइटों या पीवी डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर की सहायता से प्राप्त किया जा सकता है।
02 फोटोवोल्टिक मॉड्यूल का झुकाव कोण
मौसम केंद्र से प्राप्त जानकारी, जो आमतौर पर क्षैतिज तल पर सौर विकिरण की मात्रा होती है, को पीवी सरणी की झुकी हुई सतह पर विकिरण में परिवर्तित किया जाता है ताकि पीवी प्रणाली की विद्युत उत्पादन क्षमता की गणना की जा सके। इष्टतम झुकाव कोण परियोजना स्थल के अक्षांश से संबंधित होता है। अनुमानित अनुभवजन्य मान इस प्रकार हैं:
A, अक्षांश 0° ~ 25°, झुकाव कोण अक्षांश के बराबर
बी, अक्षांश 26° से 40°, झुकाव कोण अक्षांश प्लस 5° से 10° के बराबर
सी, अक्षांश 41° ~ 55°, झुकाव कोण अक्षांश प्लस 10° ~ 15° के बराबर
03 पीवी मॉड्यूल दक्षता
सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की मुख्य सामग्री सिलिकॉन है। इसलिए, सिलिकॉन की रूपांतरण दर पूरे उद्योग के आगे विकास को सीमित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक रही है।
सिलिकॉन की रूपांतरण दर की शास्त्रीय सैद्धांतिक सीमा 29% है। और प्रयोगशाला में स्थापित रिकॉर्ड 25% है, और इस तकनीक को उद्योग में लागू किया जा रहा है। प्रयोगशाला सिलिका से सीधे उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन को परिष्कृत करने में सक्षम है, बिना उसे सिलिकॉन धातु में परिवर्तित किए और फिर उससे सिलिकॉन को परिष्कृत किए। इससे मध्यवर्ती चरणों की संख्या कम हो जाती है और दक्षता बढ़ जाती है।
04 कनेक्शन विधि
जहां श्रृंखला कनेक्शन के परिणामस्वरूप घटकों की धाराओं में अंतर के कारण धारा हानि होती है;
जहां समानांतर कनेक्शन के परिणामस्वरूप घटकों के वोल्टेज में अंतर के कारण वोल्टेज हानि होती है;
संयुक्त हानि 8% से अधिक तक पहुंच सकती है, और चीन इंजीनियरिंग निर्माण मानकीकरण एसोसिएशन का मानक 10% से कम निर्धारित करता है।
पैमाने:
1. संयोजन हानि से बचने के लिए, विद्युत संयंत्र स्थापना से पहले श्रृंखला कनेक्शन के लिए सुसंगत धारा वाले घटकों का सख्ती से चयन किया जाना चाहिए।
2. घटकों का क्षीणन यथासंभव स्थिर रखा जाता है। राष्ट्रीय मानक GB/T-9535 के अनुसार, निर्दिष्ट परिस्थितियों में परीक्षण किए जाने पर सौर सेल मॉड्यूल की अधिकतम आउटपुट शक्ति 8% से अधिक क्षीण नहीं होनी चाहिए।
3.कभी-कभी अलगाव डायोड आवश्यक होते हैं।
05 धूल का नुकसान
धूल, किसी भी पीवी संयंत्र के समग्र विद्युत उत्पादन को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है। किसी विद्युत संयंत्र का धूल-क्षरण 6% तक पहुँच सकता है!
धूल, मॉड्यूल तक पहुँचने वाले प्रकाश को अवरुद्ध करके, विद्युत उत्पादन और ऊष्मा अपव्यय को प्रभावित करती है, जिससे रूपांतरण दक्षता प्रभावित होती है; अम्लीय और क्षारीय गुणों वाली धूल लंबे समय तक मॉड्यूल की सतह पर जमा रहती है, जिससे प्लेट की सतह घिस जाती है और खुरदरी हो जाती है, जिससे धूल का विस्तार होता है और जमाव बढ़ता है और सूर्य के प्रकाश का विसरित परावर्तन बढ़ जाता है। इसलिए, मॉड्यूल को समय-समय पर पोंछकर साफ़ करना आवश्यक है।
06 तापमान विशेषताएँ
जब तापमान 1°C बढ़ता है, तो क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल की अधिकतम आउटपुट शक्ति 0.04% कम हो जाती है, ओपन सर्किट वोल्टेज 0.04% (-2mv/°C) कम हो जाता है और शॉर्ट सर्किट करंट 0.04% बढ़ जाता है। बिजली उत्पादन पर तापमान के प्रभाव से बचने के लिए, मॉड्यूल को अच्छी तरह हवादार रखना आवश्यक है।
07 छायांकन, बर्फ छायांकन
वितरित फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्र में, आसपास की ऊँची इमारतों से बचना आवश्यक है। परिपथ सिद्धांत के अनुसार, जब घटकों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है, तो धारा सबसे छोटे टुकड़े से निर्धारित होती है। यदि छाया का कोई टुकड़ा होगा, तो यह इस प्रकार के घटकों की विद्युत उत्पादन क्षमता को प्रभावित करेगा। इसी प्रकार, जब घटकों पर बर्फ जमी होगी, तो यह भी विद्युत उत्पादन को प्रभावित करेगी, इसलिए इसे समय रहते साफ कर देना चाहिए।
08 लाइन और ट्रांसफार्मर हानियाँ
सिस्टम के डीसी और एसी सर्किटों की लाइन हानि को 5% के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। डिज़ाइन में, अच्छी चालकता और पर्याप्त व्यास वाले कंडक्टरों का उपयोग करना आवश्यक है, और रखरखाव के दौरान प्लग-इन और टर्मिनल ब्लॉकों पर विशेष ध्यान देना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे सुरक्षित हैं।
09नियंत्रक, इन्वर्टर दक्षता
इन्वर्टर इंडक्टर, ट्रांसफार्मर और IGBT व MOSFET जैसे पावर उपकरणों के माध्यम से संचालित होते हैं, जिससे हानियाँ उत्पन्न होती हैं। सामान्य स्ट्रिंग इन्वर्टर दक्षता 97-98%, केंद्रीकृत इन्वर्टर दक्षता 98% और ट्रांसफार्मर दक्षता 99% होती है। नियंत्रक के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सर्किट वोल्टेज ड्रॉप सिस्टम वोल्टेज के 5% से अधिक नहीं होना चाहिए। ग्रिड-कनेक्टेड इन्वर्टर की दक्षता वर्तमान में 95% से अधिक है।
10 बैटरी दक्षता (स्टैंड-अलोन सिस्टम)
स्वतंत्र फोटोवोल्टिक प्रणाली के लिए बैटरी के उपयोग की आवश्यकता होती है, बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता सीधे सिस्टम की दक्षता को प्रभावित करती है, अर्थात, स्वतंत्र प्रणाली बिजली उत्पादन का प्रभाव, 80% की लीड-एसिड बैटरी दक्षता; 90% से अधिक लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी दक्षता।
फोटोवोल्टिक पावर प्लांट की समान क्षमता के बावजूद, बिजली उत्पादन अलग-अलग होता है। दरअसल, पीवी सिस्टम के बिजली उत्पादन को प्रभावी ढंग से बढ़ाने और इस प्रकार राजस्व बढ़ाने के कई तरीके हैं, जो बिजली उत्पादन को प्रभावित करने वाले कारकों पर निर्भर करते हैं।
01 मॉड्यूल हानि कम करें
पीवी मॉड्यूल बिजली उत्पादन को प्रभावित करने वाला सबसे मुख्य कारक है, पीवी मॉड्यूल की रूपांतरण दर जितनी अधिक होगी, बिजली उत्पादन प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। सैद्धांतिक रूप से, स्थापना कोण आम तौर पर स्थानीय अक्षांश प्लस 5 डिग्री होता है, और स्थापना कोण आम तौर पर दक्षिण की ओर थोड़ा पश्चिम होता है, लेकिन वास्तविक स्थिति की गणना करने की आवश्यकता होती है। पीवी मॉड्यूल में आम तौर पर 3 तापमान गुणांक होते हैं: ओपन सर्किट वोल्टेज, पीक पावर और शॉर्ट सर्किट करंट। जब तापमान बढ़ता है, तो पीवी मॉड्यूल की आउटपुट पावर गिर जाएगी। पीवी मॉड्यूल का पीक तापमान गुणांक लगभग -0.35% / ° C है, अर्थात, तापमान बढ़ता है, पीवी मॉड्यूल की बिजली उत्पादन कम होती है, सैद्धांतिक रूप से, तापमान वृद्धि के प्रत्येक डिग्री के लिए, बिजली उत्पादन लगभग 0.35% में कम हो जाता है।
(1) डिज़ाइन को यथासंभव टाला जाना चाहिए। बिजली संयंत्र के डिज़ाइन के दौरान, उन क्षेत्रों से बचने का ध्यान रखा जाना चाहिए जहाँ प्रकाश की छाया पड़ सकती है। जब घटकों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है, तो धारा सबसे छोटे भाग से निर्धारित होती है। यदि किसी घटक पर छाया पड़ जाती है, तो यह इस प्रकार के घटकों के विद्युत उत्पादन को प्रभावित करेगा।
(2) घटकों का वेंटिलेशन सुनिश्चित करें। आमतौर पर, फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन के डिज़ाइन में, ब्रैकेट को ऊपर उठाया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि घटकों के आगे और पीछे बाएँ और दाएँ पर्याप्त जगह हो ताकि शीतलन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए हवा का संचार सुनिश्चित हो सके। इसके अलावा, घटकों के चारों ओर लगे धातु के फ्रेम की भी ऊष्मा अपव्यय में एक निश्चित भूमिका होती है।
(3) मलबे को समय पर साफ़ करें। सुनिश्चित करें कि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के सामने गंदगी, जैसे मलबे का जमाव, आदि न हो, और समय पर सफाई हो।
(4) नियमित निरीक्षण और सफाई। सतह पर राख और अन्य स्थितियाँ प्रकाश अवरोधन का कारण बनेंगी, मॉड्यूल की उत्पादन क्षमता को कम करेंगी और सीधे बिजली उत्पादन को प्रभावित करेंगी। साथ ही, यह मॉड्यूल के "हॉट स्पॉट" प्रभाव का कारण भी बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप मॉड्यूल क्षतिग्रस्त हो सकता है।
02 इन्वर्टर की स्थापना के वातावरण पर ध्यान दें
हालाँकि इन्वर्टर में ऊष्मा अपव्यय में सहायता के लिए हीट सिंक और पंखा होता है, फिर भी इन्वर्टर को उच्च तापमान पर चलाने से बचने के लिए स्थापना के दौरान वेंटिलेशन पर ध्यान देना चाहिए। कमरे के तापमान पर काम करने वाला इन्वर्टर न केवल इसकी सेवा जीवन में काफी सुधार करेगा, बल्कि इन्वर्टर की रूपांतरण दक्षता और बिजली उत्पादन में भी सुधार करने में मदद करेगा, इसके विपरीत, लंबे समय तक उच्च तापमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की उम्र बढ़ने में तेजी लाएगा।
(1) इन्वर्टर की स्थापना स्थल को यथासंभव सीधी धूप से बचाना चाहिए। यदि इसे बाहर स्थापित किया जा रहा है, तो इसे सूर्य के पीछे की ओर छज्जे के नीचे या सौर मॉड्यूल के नीचे स्थापित करना सबसे अच्छा है, जहाँ छज्जा या मॉड्यूल इन्वर्टर के शीर्ष को ढकें। यदि इसे केवल खुले क्षेत्र में ही स्थापित किया जा सकता है, तो इन्वर्टर के ऊपर एक सनशेड और रेन शेल्टर लगाने की सलाह दी जाती है।
(2) एकल इन्वर्टर स्थापना और एकाधिक इन्वर्टर स्थापना दोनों को स्थापना मैनुअल में दिए गए स्थापना स्थान के आकार का पालन करना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि इन्वर्टर में वेंटिलेशन और गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त जगह है और बाद में संचालन और रखरखाव के लिए संचालन स्थान है।
(3) बिजली संयंत्र के संचालन और रखरखाव के दौरान, सुनिश्चित करें कि शीतलन पंखे अच्छी तरह से चल रहे हैं, पंखे के ब्लेड क्षतिग्रस्त नहीं हैं, धूल जमा नहीं है, और बीयरिंग अच्छी तरह से चिकनाई कर रहे हैं।
03 स्ट्रिंग का डिज़ाइन उचित होना चाहिए
इन्वर्टर की रूपांतरण दक्षता मॉड्यूल की डीसी पावर को एसी ग्रिड पावर में बदलने की क्षमता निर्धारित करती है। सैद्धांतिक रूप से, इन्वर्टर का वास्तविक कार्यशील वोल्टेज, रेटेड कार्यशील वोल्टेज के जितना करीब होगा, रूपांतरण दक्षता उतनी ही अधिक होगी और बिजली उत्पादन उतना ही बेहतर होगा।
इन्वर्टर के रेटेड ऑपरेटिंग वोल्टेज और जिस एसी ग्रिड से यह जुड़ा है उसके बीच संबंध:
V राशि ≈ 1.414 × Vac + 25V 230V ग्रिड-कनेक्टेड, रेटेड वोल्टेज आम तौर पर 360V है; 400V ग्रिड-कनेक्टेड, रेटेड वोल्टेज आम तौर पर 580V है; 480V ग्रिड-कनेक्टेड, रेटेड वोल्टेज आम तौर पर 700V है।
04 सिस्टम हानियों को कम करें
(1) घटक श्रृंखला कार्यशील वोल्टेज इन्वर्टर के रेटेड कार्यशील वोल्टेज के जितना संभव हो उतना करीब, उच्चतम दक्षता, इन्वर्टर नुकसान छोटे हैं;
(2) इन्वर्टर पर कॉन्फ़िगर किए गए डीसी टर्मिनल को पूर्ण रूप से कनेक्ट करने की आवश्यकता नहीं है, और जुड़े तारों की संख्या को यथासंभव कम किया जाता है, इस शर्त के तहत कि घटकों की श्रृंखला कार्यशील वोल्टेज उपयुक्त है, ताकि डीसी नुकसान को कम किया जा सके;
(3) एसी और डीसी केबल तार व्यास का उचित चयन, इन्वर्टर स्थापना स्थान मध्यम होना चाहिए।
(4) केबल के प्रदर्शन पर तापमान के प्रभाव पर विचार करें। तापमान जितना अधिक होगा, तार की प्रतिरोधकता उतनी ही अधिक होगी, और नुकसान भी उतना ही अधिक होगा। केबल को यथासंभव हवादार और ऊष्मा अपव्यय वाली जगह पर स्थापित किया जाना चाहिए।
05 फोटोवोल्टिक विद्युत संयंत्र का नियमित रखरखाव
फोटोवोल्टिक पावर प्लांट के सामान्य संचालन के बाद, हमें नियमित रूप से बिजली उत्पादन की मात्रा की जाँच करनी चाहिए। सौर पैनल भी फोटोवोल्टिक पावर प्लांट का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। सौर पैनल का संचालन वातावरण फोटोवोल्टिक प्रणाली द्वारा उत्पादित बिजली की मात्रा को प्रभावित करता है, इसलिए फोटोवोल्टिक घटकों का सावधानीपूर्वक रखरखाव करना आवश्यक है। दैनिक आधार पर मुख्य कार्य हैं: सौर पैनल पर गंदगी का पता लगाना और उसे समय पर साफ़ करना; सौर पैनल की खराबी का पता लगाना और उसे समय पर बदलना; सौर पैनल पर छाया पड़ने से रोकना आदि। फोटोवोल्टिक पावर प्लांट से अधिकतम बिजली उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए समय-समय पर वास्तविक समय की निगरानी और समय पर रखरखाव किया जाना चाहिए।
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