I konstruktionen av solcellskraftverkssystemet är förhållandet mellan den installerade kapaciteten hos fotovoltaiska moduler och växelriktarens nominella kapacitet DC/AC Power Ratio，
Vilket är en mycket viktig designparameter. I "Photovoltaic Power Generation System Efficiency Standard" som släpptes 2012 är kapacitetsförhållandet utformat enligt 1:1, men på grund av påverkan av ljusförhållanden och temperatur kan solcellsmodulerna inte nå nominell effekt för det mesta, och växelriktaren i princip Alla körs på mindre än full kapacitet, och för det mesta befinner sig i stadiet att slösa kapacitet.
I standarden som släpptes i slutet av oktober 2020 var kapacitetsförhållandet för solcellskraftverk helt liberaliserat, och det maximala förhållandet mellan komponenter och växelriktare nådde 1,8:1. Den nya standarden kommer att kraftigt öka den inhemska efterfrågan på komponenter och växelriktare. Det kan minska kostnaderna för el och påskynda ankomsten av eran av solceller paritet.
Denna artikel kommer att ta det distribuerade solcellssystemet i Shandong som ett exempel och analysera det utifrån den faktiska uteffekten från solcellsmoduler, andelen förluster som orsakas av överprovisionering och ekonomin.
01
Trenden med överprovisionering av solpaneler
—
För närvarande är den genomsnittliga överprovisioneringen av solcellskraftverk i världen mellan 120 % och 140 %. Den främsta orsaken till överprovisionering är att PV-modulerna inte kan nå den ideala toppeffekten under själva driften. De påverkande faktorerna inkluderar:
1). Otillräcklig strålningsintensitet (vinter)
2). Omgivningstemperatur
3). Smuts- och dammblockering
4). Solmodulens orientering är inte optimal under hela dagen (spårningsfästen spelar mindre roll)
5). Solmodulens dämpning: 3 % det första året, 0,7 % per år därefter
6). Matchande förluster inom och mellan strängar av solcellsmoduler
Dagliga kraftgenereringskurvor med olika överprovisioneringsförhållanden
Under de senaste åren har överprovisioneringskvoten för solcellssystem visat en ökande trend.
Förutom orsakerna till systemförluster har den ytterligare nedgången av komponentpriserna de senaste åren och förbättringen av invertertekniken lett till en ökning av antalet strängar som kan anslutas, vilket gör överprovisionering mer och mer ekonomisk. , kan överprovisionering av komponenter också minska kostnaden för el, och därigenom förbättra den interna avkastningen för projektet, så att antiriskförmågan hos projektinvesteringen ökar.
Dessutom har högeffekts solcellsmoduler blivit huvudtrenden i utvecklingen av solcellsindustrin i detta skede, vilket ytterligare ökar möjligheten för överprovisionering av komponenter och ökningen av hushållens fotovoltaiska installerade kapacitet.
Baserat på ovanstående faktorer har överprovisionering blivit trenden för design av fotovoltaiska projekt.
02
Kraftproduktion och kostnadsanalys
—
Med ett 6kW hushållsfotovoltaiskt kraftverk som investerats av ägaren som ett exempel, väljs LONGi 540W-moduler, som vanligtvis används på den distribuerade marknaden. Det uppskattas att i genomsnitt 20 kWh el kan genereras per dag och den årliga elproduktionskapaciteten är cirka 7 300 kWh.
Enligt de elektriska parametrarna för komponenterna är arbetsströmmen för den maximala arbetspunkten 13A. Välj den vanliga växelriktaren GoodWe GW6000-DNS-30 på marknaden. Den maximala inströmmen för denna växelriktare är 16A, vilket kan anpassas till den aktuella marknaden. högströmskomponenter. Med det 30-åriga medelvärdet av den årliga totala strålningen av ljusresurser i Yantai City, Shandongprovinsen som referens, analyserades olika system med olika överproportioner.
2.1 systemeffektivitet
Å ena sidan ökar överprovisionering kraftgenereringen, men å andra sidan, på grund av ökningen av antalet solcellsmoduler på DC-sidan, den matchande förlusten av solcellsmodulerna i solcellssträngen och förlusten av DC linje ökning, så det finns ett optimalt kapacitetsförhållande, maximera effektiviteten i systemet. Efter PVsyst-simulering kan systemeffektiviteten under olika kapacitetsförhållanden för 6kVA-systemet erhållas. Som framgår av tabellen nedan, när kapacitetsförhållandet är ca 1,1, når systemeffektiviteten maximalt, vilket också innebär att utnyttjandegraden av komponenterna är högst vid denna tidpunkt.
Systemeffektivitet och årlig kraftproduktion med olika kapacitetsförhållanden
2.2 kraftproduktion och intäkter
Beroende på systemeffektiviteten under olika överprovisioneringsförhållanden och den teoretiska avklingningshastigheten för modulerna under 20 år, kan den årliga kraftproduktionen under olika kapacitetsprovisioneringsförhållanden erhållas. Enligt elpriset på nätet på 0,395 yuan/kWh (riktmärket för elpriset för avsvavlat kol i Shandong) beräknas den årliga elförsäljningsintäkten. Beräkningsresultaten visas i tabellen ovan.
2.3 Kostnadsanalys
Kostnaden är det som användare av hushålls solcellsprojekt är mer bekymrade över. Bland dem är solcellsmoduler och växelriktare de viktigaste utrustningsmaterialen och andra hjälpmaterial såsom solcellsfästen, skyddsutrustning och kablar, såväl som installationsrelaterade kostnader för projektet konstruktion. Dessutom måste användarna också överväga kostnaden för att underhålla solcellsanläggningar. Den genomsnittliga underhållskostnaden står för cirka 1 % till 3 % av den totala investeringskostnaden. I den totala kostnaden står solcellsmoduler för cirka 50% till 60%. Baserat på ovanstående kostnadsposter är hushållens nuvarande kostnadsenhetspris för solceller ungefär som visas i följande tabell:
Beräknad kostnad för PV-system för bostäder
På grund av de olika överprovisioneringsförhållandena kommer systemkostnaden också att variera, inklusive komponenter, konsoler, DC-kablar och installationsavgifter. Enligt ovanstående tabell kan kostnaden för olika överavsättningskvoter beräknas, som visas i figuren nedan.
Systemkostnader, fördelar och effektivitet under olika överprovisioneringsförhållanden
03
Inkrementell nyttoanalys
—
Av analysen ovan framgår att även om den årliga kraftproduktionen och intäkterna ökar med ökningen av överprovisionskvoten kommer investeringskostnaden också att öka. Dessutom visar tabellen ovan att systemets effektivitet är 1,1 gånger högre. Bäst när det är parat. Därför är en 1,1x övervikt optimal ur teknisk synvinkel.
Men ur investerarnas perspektiv räcker det inte att överväga utformningen av solcellssystem ur ett tekniskt perspektiv. Det är också nödvändigt att analysera effekten av överallokering på investeringsintäkter ur ett ekonomiskt perspektiv.
Enligt investeringskostnaden och kraftproduktionsintäkterna under ovanstående olika kapacitetsförhållanden kan kWh-kostnaden för systemet under 20 år och internräntan före skatt beräknas.
LCOE och IRR under olika överprovisioneringsförhållanden
Som framgår av ovanstående figur, när kapacitetstilldelningskvoten är liten, ökar kraftproduktionen och systemets intäkter med ökningen av kapacitetstilldelningskvoten, och de ökade intäkterna vid denna tidpunkt kan täcka den extra kostnaden på grund av över allokering. När kapacitetskvoten är för stor, minskar systemets interna avkastning gradvis på grund av faktorer som den gradvisa ökningen av effektgränsen för den tillsatta delen och ökningen av linjeförlusten. När kapacitetskvoten är 1,5 är den interna avkastningen IRR för systeminvesteringar störst. Därför, ur ekonomisk synvinkel, är 1,5:1 det optimala kapacitetsförhållandet för detta system.
Genom samma metod som ovan beräknas det optimala kapacitetsförhållandet för systemet under olika kapaciteter ur ett ekonomiskt perspektiv, och resultaten är följande:
04
Epilog
—
Genom att använda solresursdata från Shandong, under förhållanden med olika kapacitetsförhållanden, beräknas effekten av den fotovoltaiska modulens utgång som når växelriktaren efter att den gått förlorad. När kapacitetskvoten är 1,1 är systemförlusten som minst och komponentutnyttjandegraden den högsta vid denna tidpunkt. Ur ekonomisk synpunkt, när kapacitetskvoten är 1,5, är dock intäkterna från solcellsprojekt högst . När man designar ett solcellssystem bör inte bara utnyttjandegraden av komponenter under tekniska faktorer beaktas, utan även ekonomin är nyckeln till projektdesign.Genom den ekonomiska beräkningen är 8kW-systemet 1.3 det mest ekonomiska när det är överprovisionerat, 10kW-systemet 1.2 är det mest ekonomiska när det är överprovisionerat och 15kW-systemet 1.2 är det mest ekonomiska när det är överprovisionerat. .
När samma metod används för den ekonomiska beräkningen av kapacitetskvoten inom industri och handel, på grund av minskningen av kostnaden per watt för systemet, blir det ekonomiskt optimala kapacitetsförhållandet högre. På grund av marknadsskäl kommer dessutom kostnaden för solcellssystem också att variera kraftigt, vilket också i hög grad kommer att påverka beräkningen av det optimala kapacitetsförhållandet. Detta är också den grundläggande anledningen till att olika länder har släppt begränsningar för konstruktionskapacitetsförhållandet för solcellssystem.
Posttid: 2022-09-28