В течение жизненного цикла фотоэлектрической установки эффективность модулей и производительность электрических компонентов постепенно снижаются, и выработка электроэнергии снижается год от года. Помимо естественного старения, существуют также проблемы с качеством модулей и инверторов, проблемы с компоновкой линии, пыль, последовательные и параллельные потери, потери в кабеле и многие другие факторы.
В общей финансовой модели фотоэлектрической станции выработка электроэнергии системой снижается примерно на 5% за три года, а через 20 лет выработка электроэнергии снижается до 80%.
Как рассчитать выработку электроэнергии фотоэлектрической станцией?
Теоретическая годовая выработка электроэнергии = суммарное среднегодовое солнечное излучение * общая площадь фотоэлемента * эффективность фотоэлектрического преобразования. По разным причинам фактическая годовая выработка электроэнергии фотоэлектрической электростанцией рассчитывается следующим образом: фактическая годовая выработка электроэнергии = теоретическая годовая выработка электроэнергии * фактическая эффективность выработки электроэнергии.
Десять основных факторов, влияющих на количество вырабатываемой фотоэлектрической энергии:
01 Количество солнечной радиации
Солнечный модуль — это устройство, преобразующее солнечную энергию в электрическую, а интенсивность светового излучения напрямую влияет на мощность выработки электроэнергии.
При определённой эффективности преобразования солнечных модулей выработка электроэнергии фотоэлектрическими системами определяется интенсивностью солнечного излучения. Эффективность использования энергии солнечного излучения фотоэлектрической системой составляет всего около 10% (КПД солнечных элементов, потери в сочетании модулей, потери от пыли, потери в управляющем инверторе, потери в линии, КПД аккумуляторных батарей). Выработка электроэнергии фотоэлектрической системой напрямую зависит от количества солнечного излучения, а интенсивность и спектральные характеристики солнечного излучения изменяются в зависимости от метеорологических условий. Данные о солнечном излучении для каждого региона можно получить через сайты поиска метеорологической информации или с помощью программного обеспечения для проектирования фотоэлектрических систем.
02 Угол наклона фотоэлектрических модулей
Информация, полученная с метеостанции, как правило, количество солнечной радиации в горизонтальной плоскости, преобразуется в интенсивность излучения, падающего на наклонную поверхность фотоэлектрической системы, для расчета ее мощности. Оптимальный угол наклона зависит от широты места расположения объекта. Приблизительные эмпирические значения следующие:
А, широта 0° ~ 25°, угол наклона равен широте
B, широта от 26° до 40°, угол наклона равен широте плюс 5° до 10°
C, широта 41° ~ 55°, угол наклона равен широте плюс 10° ~ 15°
03 Эффективность фотоэлектрического модуля
Основным материалом для солнечных фотоэлектрических элементов является кремний. Поэтому скорость преобразования кремния стала важным фактором, ограничивающим дальнейшее развитие всей отрасли.
Классический теоретический предел скорости превращения кремния составляет 29%. Рекорд, установленный в лаборатории, составляет 25%, что позволяет внедрить эту технологию в промышленность. Лаборатория смогла получать высокочистый кремний непосредственно из диоксида кремния, без необходимости его преобразования в металлический кремний и последующего выделения из него кремния. Это сокращает количество промежуточных стадий и повышает эффективность.
04 Способ подключения
Если последовательное соединение приводит к потерям тока из-за разницы токов компонентов;
Если параллельные соединения приводят к потерям напряжения из-за разницы в напряжении компонентов;
Суммарные потери могут достигать более 8%, а стандарт Китайской ассоциации стандартизации инженерного строительства предусматривает менее 10%.
Меры:
1. Чтобы избежать потерь при комбинированном соединении, перед монтажом электростанции необходимо строго выбирать компоненты с постоянным током для последовательного соединения.
2. Коэффициент затухания компонентов должен быть максимально постоянным. Согласно национальному стандарту GB/T--9535, максимальная выходная мощность солнечных модулей не должна снижаться более чем на 8% при испытаниях в заданных условиях.
3.Иногда необходимы разделительные диоды.
05 Потеря пыли
Пыль — ключевой фактор, влияющий на общую выработку электроэнергии солнечной электростанцией. Потери энергии от пыли на электростанции могут достигать 6%!
Пыль влияет на выработку электроэнергии и рассеивание тепла, блокируя попадание света на модуль, что снижает эффективность преобразования. Пыль с кислотными и щелочными свойствами долго оседает на поверхности модуля, разрушая поверхность пластины и делая её шероховатой, что приводит к её дальнейшему накоплению и увеличению рассеянного отражения солнечного света. Поэтому модули необходимо периодически протирать и очищать.
06 Температурные характеристики
При повышении температуры на 1°C максимальная выходная мощность кристаллического кремниевого солнечного элемента уменьшается на 0,04%, напряжение холостого хода уменьшается на 0,04% (-2 мВ/°C), а ток короткого замыкания увеличивается на 0,04%. Чтобы избежать влияния температуры на выработку электроэнергии, необходимо обеспечить хорошую вентиляцию модулей.
07 Затенение, затенение от снега
При работе с распределенной фотоэлектрической электростанцией необходимо избегать расположения рядом с высокими зданиями. Согласно принципу цепей, при последовательном соединении компонентов ток определяется наименьшим участком. Наличие тени влияет на эффективность выработки электроэнергии. Аналогично, снег на компонентах также влияет на выработку электроэнергии, поэтому его следует своевременно убирать.
08 Потери в линии и трансформаторе
Потери в цепях постоянного и переменного тока системы должны контролироваться в пределах 5%. При проектировании необходимо использовать проводники с хорошей проводимостью и достаточным сечением, а также уделять особое внимание надежности подключения штепсельных и клеммных колодок при техническом обслуживании.
09Контроллер, эффективность инвертора
Инверторы работают на основе индукторов, трансформаторов и силовых устройств, таких как IGBT и MOSFET, что приводит к потерям. КПД инвертора общей цепи составляет 97–98%, КПД централизованного инвертора — 98%, а КПД трансформатора — 99%. Падение напряжения в цепи заряда и разряда контроллера не должно превышать 5% напряжения системы. КПД инверторов, подключенных к сети, в настоящее время превышает 95%.
10 КПД батареи (автономная система)
Независимая фотоэлектрическая система требует использования аккумуляторных батарей, эффективность зарядки и разрядки аккумуляторных батарей напрямую влияет на эффективность системы, то есть, влияние независимой системы генерации электроэнергии, эффективность свинцово-кислотных аккумуляторных батарей 80%; эффективность литий-железо-фосфатных аккумуляторных батарей превышает 90%.
При одинаковой мощности фотоэлектрической станции выработка электроэнергии варьируется. Существует множество способов эффективно увеличить выработку электроэнергии фотоэлектрической системой и, следовательно, увеличить доход, в зависимости от факторов, влияющих на выработку электроэнергии.
01 Уменьшить потери модуля
Фотоэлектрический модуль является наиболее ключевым фактором, влияющим на выработку электроэнергии. Чем выше коэффициент преобразования фотоэлектрического модуля, тем лучше эффект выработки электроэнергии. Теоретически угол установки, как правило, равен местной широте плюс 5 градусов, а угол установки, как правило, немного западнее строго южного направления, но фактическую ситуацию необходимо рассчитывать. Фотоэлектрические модули обычно имеют 3 температурных коэффициента: напряжение холостого хода, пиковая мощность и ток короткого замыкания. При повышении температуры выходная мощность фотоэлектрического модуля падает. Пиковый температурный коэффициент фотоэлектрического модуля составляет около -0,35%/°C, то есть, чем выше температура, тем ниже выработка электроэнергии фотоэлектрическим модулем. Теоретически, на каждый градус повышения температуры выработка электроэнергии снижается примерно на 0,35%.
(1) Проектирование с максимальным исключением. При проектировании электростанции следует избегать участков, которые могут создавать лёгкое затенение. При последовательном соединении компонентов ток определяется наименьшим затенением. Если один компонент имеет затенение, это повлияет на выработку электроэнергии данной группой компонентов.
(2) Обеспечьте вентиляцию компонентов. Как правило, в конструкции фотоэлектрической станции обычно предусматривают установку кронштейна, чтобы обеспечить достаточное пространство для циркуляции воздуха перед компонентами слева и справа, а также для охлаждения. Кроме того, металлическая рама вокруг компонентов также играет определённую роль в отводе тепла.
(3) Своевременно очищайте поверхность от мусора. Убедитесь, что передняя часть фотоэлектрического модуля свободна от загрязнений, таких как скопления мусора, и своевременно очищайте её.
(4) Регулярный осмотр и очистка. Поверхностная зола и другие загрязнения могут привести к блокировке света, снижению выходной эффективности модуля и непосредственно повлиять на выработку электроэнергии. Кроме того, это может привести к эффекту «горячей точки» модуля, что может привести к его повреждению.
02 Обратите внимание на условия установки инвертора.
Хотя сам инвертор оснащён радиатором и вентилятором для отвода тепла, во время установки следует обеспечить вентиляцию, чтобы избежать работы инвертора при высокой температуре. Работа инвертора при комнатной температуре не только значительно продлит его срок службы, но и повысит эффективность преобразования и выработку электроэнергии. В то же время, длительное воздействие высокой температуры ускорит старение электронных компонентов.
(1) Место установки инвертора должно быть максимально защищено от прямых солнечных лучей. При установке на открытом воздухе его лучше всего установить под карнизом с обратной стороны от солнца или под солнечным модулем, при этом карниз или модуль должны закрывать верхнюю часть инвертора. Если установка возможна только на открытом пространстве, рекомендуется установить над инвертором солнцезащитный козырек и навес от дождя.
(2) Как при установке одного инвертора, так и при установке нескольких инверторов необходимо соблюдать размеры установочного пространства, указанные в руководстве по установке, чтобы гарантировать наличие у инвертора достаточного пространства для вентиляции и рассеивания тепла, а также рабочего пространства для последующей эксплуатации и обслуживания.
(3) Во время эксплуатации и технического обслуживания электростанции убедитесь, что вентиляторы охлаждения работают исправно, лопасти вентиляторов не повреждены, нет скопления пыли и подшипники хорошо смазаны.
03 Конструкция струн должна быть разумной
Эффективность преобразования инвертора определяет способность преобразовывать постоянное напряжение модуля в переменное напряжение сети. Теоретически, чем ближе фактическое рабочее напряжение инвертора к номинальному, тем выше эффективность преобразования и тем выше выход электроэнергии.
Соотношение между номинальным рабочим напряжением инвертора и типом сети переменного тока, к которой он подключен:
Сумма V ≈ 1,414 × Vac + 25 В При подключении к сети 230 В номинальное напряжение обычно составляет 360 В; при подключении к сети 400 В номинальное напряжение обычно составляет 580 В; при подключении к сети 480 В номинальное напряжение обычно составляет 700 В.
04 Уменьшить потери в системе
(1) рабочее напряжение последовательного компонента максимально близко к номинальному рабочему напряжению инвертора, самая высокая эффективность, потери инвертора малы;
(2) Клемма постоянного тока, сконфигурированная на инверторе, не должна быть подключена полностью, а количество подключенных цепей сокращается настолько, насколько это возможно, при условии, что последовательное рабочее напряжение компонентов является подходящим, чтобы уменьшить потери постоянного тока;
(3) Разумный выбор диаметра провода кабеля переменного и постоянного тока, место установки инвертора должно быть умеренным.
(4) Учитывайте влияние температуры на характеристики кабеля. Чем выше температура, тем больше сопротивление провода и тем больше потери. Кабель следует прокладывать в вентиляционных и теплоотводящих каналах как можно дальше.
05 Плановое техническое обслуживание фотоэлектрической электростанции
После завершения нормальной работы фотоэлектрической станции необходимо регулярно проверять объём выработки электроэнергии. Солнечная панель является важнейшей частью фотоэлектрической станции. Условия эксплуатации влияют на количество электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрической системой. Поэтому необходимо тщательно обслуживать фотоэлектрические компоненты. Основные ежедневные действия: своевременное обнаружение загрязнений на солнечной панели для их очистки, своевременное обнаружение неисправностей солнечной панели для их замены, предотвращение появления теней на солнечной панели и т. д. Регулярный мониторинг в режиме реального времени и своевременное техническое обслуживание позволяют обеспечить максимальную выработку электроэнергии фотоэлектрической станцией.
Boland Renewable Energy Co.,LTD Как интегрированная новая энергетическая компания, предоставляющая вам высококачественные интегрированные решения в области ветроэнергетики, солнечной энергетики и систем хранения энергии. Boland теперь является дочерней компанией CRRC и отвечает за зарубежное расширение бизнеса CRRC в области ветроэнергетики и солнечной энергетики. У нас относительно полная внутренняя цепочка поставок, сервисная сеть и превосходное качество продукции и технологий.
Boland Обеспечить EPC электростанции, инвестиции и приобретение электростанции.
Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна техническая поддержка. Приветствуем наше сотрудничество!
Моя электронная почта: marketing@boland-hydroturbine.com
Вашингтон: +8613923745989
