El sistema de 1500 V pot reduir efectivament el cost per quilowatt-hora del sistema fotovoltaic?

Independentment de l'estranger o del país, la proporció d'aplicació del sistema de 1500 V està augmentant.Segons les estadístiques de l'IHS, el 2018, l'aplicació de 1500V a les grans centrals elèctriques terrestres estrangeres va superar el 50%;segons les estadístiques preliminars, entre el tercer lot de favorits el 2018, la proporció d'aplicació de 1500V es trobava entre el 15% i el 20%.El sistema de 1500 V pot reduir eficaçment el cost per quilowatt-hora del projecte?Aquest article fa una anàlisi comparativa de l'economia dels dos nivells de tensió mitjançant càlculs teòrics i dades de casos reals.

1. Pla de disseny bàsic

Per analitzar el nivell de cost del sistema de 1500V, s'adopta un esquema de disseny convencional i es compara el cost del sistema tradicional de 1000V segons la quantitat d'enginyeria.

Premissa de càlcul

(1) Central elèctrica terrestre, terreny pla, la capacitat instal·lada no està restringida per la superfície terrestre;

(2) La temperatura extrema alta i la temperatura extrema baixa del lloc del projecte s'han de considerar segons 40 ℃ i -20 ℃.

(3) Elparàmetres clau dels components i inversors seleccionatssón els següents.

Estructura d'inversió del sistema 1500V

Mitjançant l'anàlisi comparativa, es constata que, en comparació amb el sistema tradicional de 1000 V, el sistema de 1500 V estalvia uns 0,1 iuans/W de cost del sistema.

3. L'impacte de 1500V en la generació d'energia

Premissa de càlcul:

Utilitzant el mateix mòdul, no hi haurà cap diferència en la generació d'energia a causa de les diferències de mòdul;assumint un terreny pla, no hi haurà oclusió d'ombra a causa dels canvis de topografia.
La diferència en la generació d'energia es basa principalment en dos factors:la pèrdua de desajust entre el mòdul i la cadena, la pèrdua de línia de CC i la pèrdua de la línia de CA.

1. Pèrdua de desajustament entre components i cordes El nombre de components en sèrie en una sola branca s'ha incrementat de 22 a 34. A causa de la desviació de potència de ± 3 W entre diferents components, augmentarà la pèrdua de potència entre els components del sistema de 1500 V, però no hi ha càlculs quantitatius. es pot fer.El nombre de canals d'accés d'un únic inversor s'ha incrementat de 12 a 18, però el nombre de canals de seguiment MPPT de l'inversor s'ha augmentat de 6 a 9 per garantir que 2 branques corresponguin a 1 MPPT.Per tant, entre cadenes La pèrdua MPPT no augmentarà.

2. Fórmula de càlcul de pèrdues de línia de CC i CA: Q pèrdues=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Taula de càlcul de pèrdues de línia de CC: relació de pèrdues de línia de CC d'una única branca

Mitjançant els càlculs teòrics anteriors, es constata que la pèrdua de línia de CC del sistema de 1500 V és 0,765 vegades la del sistema de 1000 V, la qual cosa equival a una reducció del 23,5% de la pèrdua de la línia de CC.

Taula de càlcul de pèrdues de línia de CA: relació de pèrdues de línia de CA d'un únic inversor

Mitjançant els càlculs teòrics anteriors, es constata que la pèrdua de línia de CC del sistema de 1500 V és 0,263 vegades la del sistema de 1000 V, la qual cosa equival a una reducció del 73,7% de la pèrdua de la línia de CA.

3. Dades del cas real Com que la pèrdua de desajust entre components no es pot calcular quantitativament, i l'entorn real és més responsable, el cas real s'utilitza per a una explicació addicional.Aquest article utilitza les dades reals de generació d'energia del tercer lot d'un projecte líder i el temps de recollida de dades és de maig a juny de 2019, un total de 2 mesos de dades.

Comparació de la generació d'energia entre sistemes de 1000V i 1500V

A la taula anterior, es pot trobar que al mateix lloc del projecte, utilitzant els mateixos components, productes dels fabricants d'inversors i el mateix mètode d'instal·lació de suports, durant el període de maig a juny de 2019, les hores de generació d'energia del sistema de 1500 V. són un 1,55% superiors a les del sistema de 1000V.Es pot veure que, tot i que l'augment del nombre de components d'una sola cadena augmentarà la pèrdua de desajust entre components, pot reduir la pèrdua de línia de corrent continu en un 23,5% i la pèrdua de línia de CA en un 73,7%.El sistema de 1500 V pot augmentar la generació d'energia del projecte.

4. Anàlisi exhaustiva

A través de l'anàlisi anterior, es pot comprovar que el sistema de 1500V es compara amb el sistema tradicional de 1000V:

1) Potestalvieu uns 0,1 iuans/W de cost del sistema;

2) Tot i que l'augment del nombre de components de cadena única augmentarà la pèrdua de desajust entre components, pot reduir al voltant del 23,5% de la pèrdua de la línia de CC i al voltant del 73,7% de la pèrdua de la línia de CA, iel sistema de 1500 V augmentarà la generació d'energia del projecte.Per tant, el cost de l'electricitat es pot reduir fins a cert punt.Segons Dong Xiaoqing, degà de l'Institut d'Enginyeria Energètica de Hebei, més del 50% dels plans de disseny de projectes fotovoltaics terrestres completats per l'institut aquest any han seleccionat 1500V;s'espera que la quota de 1500V a les centrals elèctriques terrestres a tot el país el 2019 arribi al voltant del 35%;augmentarà encara més el 2020. L'organització de consultoria de renom internacional IHS Markit va fer una previsió més optimista.En el seu informe d'anàlisi del mercat fotovoltaic global de 1500 V, van assenyalar que l'escala global de la central fotovoltaica de 1500 V superarà els 100 GW en els propers dos anys.

Previsió de la proporció de 1500V a les centrals elèctriques terrestres globals

Sens dubte, a mesura que la indústria fotovoltaica global accelera el procés de subvenció i la recerca extrema del cost de l'electricitat, 1500V com a solució tècnica que pot reduir el cost de l'electricitat s'aplicarà cada cop més.

L'emmagatzematge d'energia de 1500 V es convertirà en corrent en el futur

El juliol de 2014, es va aplicar l'inversor del sistema SMA 1500V al projecte fotovoltaic de 3,2 MW al parc industrial de Kassel, Alemanya.

El setembre de 2014, els mòduls fotovoltaics de doble vidre de Trina Solar van rebre el primer certificat PID de 1500 V emès per TUV Rheinland a la Xina.

El novembre de 2014, Longma Technology va completar el desenvolupament del sistema DC1500V.

L'abril de 2015, el Grup TUV Rheinland va celebrar el seminari 2015 "Certificació de mòduls fotovoltaics/parts 1500V".

El juny de 2015, Projoy va llançar la sèrie PEDS d'interruptors de CC fotovoltaics per a sistemes fotovoltaics de 1500 V.

El juliol de 2015, Yingli Company va anunciar el desenvolupament d'un conjunt d'estructura d'alumini amb una tensió màxima del sistema de 1500 volts, específicament per a centrals elèctriques terrestres.

……

Els fabricants de tots els sectors de la indústria fotovoltaica estan llançant activament productes de sistemes de 1500 V.Per què s'esmenta "1500V" cada cop més sovint?Està arribant realment l'era dels sistemes fotovoltaics de 1500 V?

Durant molt de temps, els alts costos de generació d'energia han estat un dels principals motius que restringeixen el desenvolupament de la indústria fotovoltaica.Com reduir el cost per quilowatt-hora dels sistemes fotovoltaics i millorar l'eficiència de generació d'energias'ha convertit en el tema central de la indústria fotovoltaica.Els sistemes de 1500 V i fins i tot més alts signifiquen costos del sistema més baixos.Components com els mòduls fotovoltaics i els interruptors de corrent continu, especialment els inversors, tenen un paper fonamental.

Avantatges de l'inversor fotovoltaic de 1500V

En augmentar la tensió d'entrada, la longitud de cada cadena es pot augmentar en un 50%, cosa que pot reduir el nombre de cables de CC connectats a l'inversor i el nombre d'inversors de caixa combinadora.Al mateix temps, caixes combinadores, inversors, transformadors, etc. S'incrementa la densitat de potència dels equips elèctrics, es redueix el volum i també es redueix la càrrega de treball de transport i manteniment, la qual cosa afavoreix la reducció del cost de la fotovoltaica. sistemes.

En augmentar la tensió lateral de sortida, es pot augmentar la densitat de potència de l'inversor.Sota el mateix nivell actual, la potència es pot gairebé duplicar.Un nivell de tensió d'entrada i sortida més alt pot reduir la pèrdua del cable DC del sistema i la pèrdua del transformador, augmentant així l'eficiència de generació d'energia.

Selecció d'inversor fotovoltaic de 1500V

Des d'una perspectiva elèctrica, complir amb 1500 V és relativament més senzill que trencar amb la tecnologia de 1500 V per als productes de mòduls.Després de tot, tots els productes esmentats anteriorment es desenvolupen a partir d'una indústria madura per donar suport a la fotovoltaica.A la vista del metro de 1500 VDC, els inversors de vehicles de tracció, els dispositius d'alimentació no es convertiran en un problema de selecció, inclosos Mitsubishi, Infineon, etc., tenen dispositius d'alimentació per sobre de 2000 V, els condensadors es poden connectar en sèrie per augmentar el nivell de tensió, i ara per Projoy, etc. Amb el llançament de l'interruptor de 1500 V, diversos fabricants de components, JA Solar, Canadian Solar i Trina han llançat components de 1500 V.La selecció de tot el sistema inversor no serà un problema.

Des de la perspectiva del panell de la bateria, s'utilitza habitualment una cadena de 22 panells per a 1000 V, i una cadena de panells per al sistema de 1500 V hauria de ser d'uns 33. Segons les característiques de temperatura dels components, la tensió màxima del punt de potència serà d'uns 26. -37V.El rang de tensió MPP dels components de la cadena serà d'uns 850-1220 V, i la tensió més baixa convertida al costat de CA és de 810/1,414 = 601 V.Tenint en compte la fluctuació del 10% i les primeres hores del matí i la nit, el refugi i altres factors, generalment es definirà al voltant de 450-550.Si el corrent és massa baix, el corrent serà massa gran i la calor serà massa gran.En el cas d'un inversor centralitzat, la tensió de sortida és d'uns 300V i el corrent és d'uns 1000A a 1000VDC, i la tensió de sortida és de 540V a 1500VDC i el corrent de sortida és d'uns 1100A.La diferència no és gran, de manera que el nivell actual de la selecció del dispositiu no serà massa diferent, però el nivell de tensió augmenta.A continuació es parlarà de la tensió del costat de sortida com a 540V.

Aplicació d'inversor solar de 1500V en central fotovoltaica

Per a les centrals elèctriques terrestres a gran escala, les centrals elèctriques terrestres són inversors purs connectats a la xarxa, i els principals inversors utilitzats són inversors de cadena centralitzats, distribuïts i d'alta potència.Quan s'utilitza un sistema de 1500 V, la pèrdua de línia de CC disminuirà, l'eficiència de l'inversor també augmentarà.S'espera que l'eficiència de tot el sistema augmenti en un 1,5%-2%, perquè hi haurà un transformador augmentador al costat de sortida de l'inversor per augmentar centralment la tensió per transmetre l'energia a la xarxa sense necessitat de major canvis al pla del sistema.

Preneu un projecte d'1 MW com a exemple (cada cadena té mòduls de 250 W)