Pierderile centralei electrice bazate pe pierderile de absorbție ale panourilor fotovoltaice și pierderile invertorului
Pe lângă impactul factorilor de resurse, producția centralelor fotovoltaice este afectată și de pierderile echipamentelor de producție și de operare ale centralei electrice. Cu cât pierderile echipamentelor centralei electrice sunt mai mari, cu atât producția de energie este mai mică. Pierderile echipamentelor centralei fotovoltaice includ în principal patru categorii: pierderi de absorbție a panourilor fotovoltaice pătrate, pierderi ale invertorului, pierderi ale liniei de colectare a energiei și ale transformatorului din cutie, pierderi ale stației de ridicare a puterii etc.
(1) Pierderea de absorbție a panoului fotovoltaic este pierderea de putere de la panoul fotovoltaic prin cutia combinatorului până la capătul de intrare CC al invertorului, inclusiv pierderea din cauza defecțiunii echipamentului componentelor fotovoltaice, pierderea de ecranare, pierderea unghiulară, pierderea cablului CC și pierderea ramificației cutiei combinatorului;
(2) Pierderea invertorului se referă la pierderea de putere cauzată de conversia DC-AC a invertorului, inclusiv pierderea de eficiență a conversiei invertorului și pierderea capacității de urmărire a puterii maxime MPPT;
(3) Pierderea la linia de colectare a energiei și la transformatorul de cutie reprezintă pierderea de putere de la capătul de intrare CA al invertorului, prin transformatorul de cutie, până la contorul de energie al fiecărei ramificații, inclusiv pierderea la ieșirea invertorului, pierderea de conversie a transformatorului de cutie și pierderea la linia din instalație;
(4) Pierderea stației de amplificare este pierderea de la contorul de energie al fiecărei ramificații, prin stația de amplificare până la contorul gateway, inclusiv pierderea transformatorului principal, pierderea transformatorului stației, pierderea magistralei și alte pierderi de linie în stație.
În urma analizării datelor din octombrie a trei centrale fotovoltaice cu o eficiență globală de 65% până la 75% și o capacitate instalată de 20 MW, 30 MW și 50 MW, rezultatele arată că pierderile de absorbție ale panourilor fotovoltaice și pierderile invertorului sunt principalii factori care afectează producția centralei electrice. Dintre aceștia, panourile fotovoltaice au cea mai mare pierdere de absorbție, reprezentând aproximativ 20~30%, urmate de pierderile invertorului, reprezentând aproximativ 2~4%, în timp ce pierderile la linia de colectare a energiei și transformatorul din cutie și pierderile la stația de ridicare a puterii sunt relativ mici, reprezentând un total de aproximativ 2%.
O analiză suplimentară a centralei fotovoltaice de 30 MW menționate mai sus arată că investiția în construcție este de aproximativ 400 de milioane de yuani. Pierderile de energie ale centralei în octombrie au fost de 2.746.600 kWh, reprezentând 34,8% din producția teoretică de energie. Dacă se calculează la 1,0 yuan pe kilowatt-oră, pierderile totale din octombrie au fost de 4.119.900 de yuani, ceea ce a avut un impact uriaș asupra beneficiilor economice ale centralei.
Cum să reduci pierderile unei centrale fotovoltaice și să crești producția de energie
Printre cele patru tipuri de pierderi ale echipamentelor centralelor fotovoltaice, pierderile de la linia de colectare și transformatorul din cutie, precum și pierderile de la stația de ridicare a puterii sunt de obicei strâns legate de performanța echipamentului în sine, iar pierderile sunt relativ stabile. Cu toate acestea, dacă echipamentul se defectează, va cauza o pierdere mare de putere, așa că este necesar să se asigure funcționarea normală și stabilă a acestuia. În cazul panourilor fotovoltaice și al invertoarelor, pierderile pot fi reduse la minimum prin construcția timpurie și operarea și întreținerea ulterioară. Analiza specifică este următoarea.
(1) Defectarea și pierderea modulelor fotovoltaice și a echipamentelor cutiei combinatoare
Există numeroase echipamente pentru centrale fotovoltaice. Centrala fotovoltaică de 30 MW din exemplul de mai sus are 420 de cutii de joncțiune, fiecare având câte 16 ramificații (un total de 6720 de ramificații), iar fiecare ramificație are 20 de panouri (un total de 134.400 de baterii). Numărul total de echipamente este imens. Cu cât numărul este mai mare, cu atât frecvența defecțiunilor echipamentelor este mai mare și pierderile de putere sunt mai mari. Problemele comune includ în principal arderea modulelor fotovoltaice, incendiul la cutia de joncțiune, ruperea panourilor de baterii, sudarea greșită a cablurilor, defecțiunile în circuitul derivativ al cutiei de joncțiune etc. Pentru a reduce pierderile din această parte, pe de o parte, trebuie să consolidăm acceptarea finală și să o asigurăm prin metode eficiente de inspecție și acceptare. Calitatea echipamentelor centralei electrice este legată de calitate, inclusiv calitatea echipamentelor din fabrică, instalarea și amplasarea echipamentelor care îndeplinesc standardele de proiectare și calitatea construcției centralei electrice. Pe de altă parte, este necesar să se îmbunătățească nivelul de funcționare inteligentă al centralei electrice și să se analizeze datele de funcționare prin mijloace auxiliare inteligente pentru a identifica la timp sursa defecțiunii, a efectua depanări punct cu punct, a îmbunătăți eficiența muncii personalului de operare și întreținere și a reduce pierderile din centrală.
(2) Pierdere prin umbrire
Din cauza unor factori precum unghiul de instalare și amplasarea modulelor fotovoltaice, unele module fotovoltaice sunt blocate, ceea ce afectează puterea de ieșire a panoului fotovoltaic și duce la pierderi de putere. Prin urmare, în timpul proiectării și construcției centralei electrice, este necesar să se prevină expunerea modulelor fotovoltaice la umbră. În același timp, pentru a reduce deteriorarea modulelor fotovoltaice cauzată de fenomenul de punct fierbinte, trebuie instalată o cantitate adecvată de diode de bypass pentru a împărți șirul de baterii în mai multe părți, astfel încât tensiunea și curentul șirului de baterii să se piardă proporțional, reducând pierderile de energie electrică.
(3) Pierdere de unghi
Unghiul de înclinare al panoului fotovoltaic variază de la 10° la 90° în funcție de scop, iar latitudinea este de obicei selectată. Selectarea unghiului afectează, pe de o parte, intensitatea radiației solare, iar, pe de altă parte, generarea de energie a modulelor fotovoltaice este afectată de factori precum praful și zăpada. Pierderile de putere sunt cauzate de stratul de zăpadă. În același timp, unghiul modulelor fotovoltaice poate fi controlat prin mijloace auxiliare inteligente pentru a se adapta la schimbările anotimpurilor și ale vremii și pentru a maximiza capacitatea de generare de energie a centralei electrice.
(4) Pierderea invertorului
Pierderea invertorului se reflectă în principal în două aspecte, unul este pierderea cauzată de eficiența de conversie a invertorului, iar celălalt este pierderea cauzată de capacitatea de urmărire a puterii maxime MPPT a invertorului. Ambele aspecte sunt determinate de performanța invertorului în sine. Avantajul reducerii pierderilor invertorului prin operarea și întreținerea ulterioară este mic. Prin urmare, selecția echipamentului în etapa inițială de construcție a centralei electrice este blocată, iar pierderea este redusă prin selectarea invertorului cu performanțe mai bune. În etapa ulterioară de operare și întreținere, datele de funcționare ale invertorului pot fi colectate și analizate prin mijloace inteligente pentru a oferi suport decizional pentru selecția echipamentului noii centrale electrice.
Din analiza de mai sus, se poate observa că pierderile vor cauza pierderi uriașe în centralele fotovoltaice, iar eficiența generală a centralei ar trebui îmbunătățită prin reducerea pierderilor în domeniile cheie, în primul rând. Pe de o parte, se utilizează instrumente eficiente de recepție pentru a asigura calitatea echipamentelor și a construcției centralei electrice; pe de altă parte, în procesul de operare și întreținere a centralei electrice, este necesar să se utilizeze mijloace auxiliare inteligente pentru a îmbunătăți producția și nivelul de operare al centralei electrice și pentru a crește producția de energie.
Data publicării: 20 decembrie 2021
