Dokáže 1500V systém efektivně snížit náklady na kilowatthodinu fotovoltaického systému?

Bez ohledu na zahraniční nebo domácí, podíl aplikací 1500V systému roste.Podle statistik IHS v roce 2018 aplikace 1500V v zahraničních velkých pozemních elektrárnách přesáhla 50 %;podle předběžných statistik byl mezi třetí várkou předních hráčů v roce 2018 aplikační podíl 1500 V mezi 15 % a 20 %.Dokáže 1500V systém efektivně snížit náklady na kilowatthodinu projektu?Tento článek provádí srovnávací analýzu ekonomiky dvou napěťových úrovní prostřednictvím teoretických výpočtů a skutečných dat.

1. Základní konstrukční plán

Aby bylo možné analyzovat úroveň nákladů 1500V systému, je přijato konvenční schéma návrhu a náklady tradičního 1000V systému jsou porovnány podle technického množství.

Předpoklad výpočtu

(1) Pozemní elektrárna, rovinatý terén, instalovaný výkon není omezen rozlohou;

(2) Extrémně vysoká teplota a extrémně nízká teplota místa projektu musí být uvažována podle 40 ℃ a -20 ℃.

(3)klíčové parametry vybraných komponent a měničůjsou následující.

Investiční struktura systému 1500V

Prostřednictvím srovnávací analýzy bylo zjištěno, že ve srovnání s tradičním 1000V systémem šetří 1500V systém přibližně 0,1 juanu/W systémových nákladů.

3. Vliv 1500V na výrobu energie

Předpoklad výpočtu:

Při použití stejného modulu nebude žádný rozdíl ve výrobě energie kvůli rozdílům modulů;za předpokladu rovného terénu nedojde k žádné stínové okluzi kvůli změnám topografie.
Rozdíl ve výrobě energie je založen hlavně na dvou faktorech:ztráta nesouladu mezi modulem a stringem, ztráta DC linky a AC linka.

1. Ztráta nesouladu mezi součástmi a řetězci Počet sériových součástek v jedné větvi se zvýšil z 22 na 34. Kvůli odchylce ±3W výkonu mezi různými součástmi se ztráta energie mezi součástmi systému 1500V zvýší, ale Žádné kvantitativní výpočty může být vyrobeno.Počet přístupových kanálů jednoho měniče byl zvýšen z 12 na 18, ale počet sledovacích kanálů MPPT měniče byl zvýšen ze 6 na 9, aby bylo zajištěno, že 2 větve odpovídají 1 MPPT.Proto se mezi řetězci Ztráta MPPT nezvýší.

2. Výpočtový vzorec pro ztrátu DC a AC vedení: Q ztráta=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Tabulka výpočtu ztrát stejnosměrného vedení: poměr ztrát stejnosměrného vedení jedné větve

Prostřednictvím výše uvedených teoretických výpočtů bylo zjištěno, že ztráta stejnosměrného vedení u 1500V systému je 0,765 krát větší než u 1000V systému, což odpovídá 23,5% snížení ztráty stejnosměrného vedení.

Tabulka výpočtu ztrát AC vedení: Poměr ztrát AC vedení jednoho střídače

Prostřednictvím výše uvedených teoretických výpočtů bylo zjištěno, že ztráta stejnosměrného vedení u 1500V systému je 0,263krát větší než u 1000V systému, což je ekvivalentní snížení 73,7% ztráty AC vedení.

3. Údaje o skutečném případu Protože ztrátu nesouladu mezi komponentami nelze kvantitativně vypočítat a skutečné prostředí je zodpovědnější, používá se pro další vysvětlení skutečný případ.Tento článek používá skutečná data o výrobě energie třetí šarže předního projektu a doba sběru dat je od května do června 2019, celkem 2 měsíce dat.

Porovnání výroby energie mezi 1000V a 1500V systémy

Z výše uvedené tabulky lze zjistit, že na stejném místě projektu, za použití stejných komponent, produktů výrobců měničů a stejného způsobu instalace držáku, v období od května do června 2019, hodiny výroby energie systému 1500 V jsou o 1,55 % vyšší než u 1000V systému.Je vidět, že i když zvýšení počtu jednořetězcových komponent zvýší ztrátu nesouladu mezi komponenty, může snížit ztrátu stejnosměrného vedení asi o 23,5 % a ztrátu AC vedení asi o 73,7 %.Systém 1500 V může zvýšit výrobu energie projektu.

4. Komplexní analýza

Prostřednictvím předchozí analýzy lze zjistit, že 1500V systém je srovnáván s tradičním 1000V systémem:

1) Můžeušetříte asi 0,1 juanu/W systémových nákladů;

2) Přestože zvýšení počtu jednořetězcových komponent zvýší ztrátu nesouladu mezi komponenty, může snížit asi 23,5 % ztráty stejnosměrného vedení a asi 73,7 % ztráty AC vedení a1500V systém zvýší výrobu energie projektu.Proto lze náklady na elektřinu do určité míry snížit.Podle Dong Xiaoqing, děkana Hebei Energy Engineering Institute, více než 50 % projektových plánů pozemních fotovoltaických projektů dokončených institutem v tomto roce zvolilo 1500 V;očekává se, že podíl 1500 V v pozemních elektrárnách celostátně v roce 2019 dosáhne cca 35 %;v roce 2020 se dále zvýší. Mezinárodně uznávaná poradenská organizace IHS Markit uvedla optimističtější prognózu.Ve své zprávě o analýze globálního trhu s 1500 V fotovoltaickými elektrárnami poukázali na to, že globální měřítko 1500V fotovoltaických elektráren v příštích dvou letech překročí 100 GW.

Předpověď podílu 1500V v globálních pozemních elektrárnách

Nepochybně s tím, jak globální fotovoltaický průmysl urychluje proces dotací a extrémní honba za náklady na elektřinu, bude 1500V jako technické řešení, které může snížit náklady na elektřinu, stále více uplatňováno.

Úložiště energie 1500 V se v budoucnu stane hlavním proudem

V červenci 2014 byl střídač systému SMA 1500V aplikován ve fotovoltaickém projektu 3,2 MW v průmyslovém parku Kassel v Německu.

V září 2014 získaly fotovoltaické moduly Trina Solar s dvojitým sklem první 1500V PID certifikát vydaný TUV Rheinland v Číně.

V listopadu 2014 společnost Longma Technology dokončila vývoj systému DC1500V.

V dubnu 2015 uspořádala TUV Rheinland Group seminář 2015 „Certifikace fotovoltaických modulů/dílů 1500V“.

V červnu 2015 uvedla společnost Projoy na trh řadu fotovoltaických DC spínačů PEDS pro 1500V fotovoltaické systémy.

V červenci 2015 společnost Yingli oznámila vývoj sestavy hliníkového rámu s maximálním systémovým napětím 1500 voltů, konkrétně pro pozemní elektrárny.

……

Výrobci ve všech odvětvích fotovoltaického průmyslu aktivně uvádějí na trh 1500V systémové produkty.Proč se stále častěji zmiňuje „1500V“?Opravdu přichází éra 1500V fotovoltaických systémů?

Vysoké náklady na výrobu elektřiny byly po dlouhou dobu jedním z hlavních důvodů omezujících rozvoj fotovoltaického průmyslu.Jak snížit náklady na kilowatthodinu fotovoltaických systémů a zlepšit efektivitu výroby elektřinyse stal hlavním problémem fotovoltaického průmyslu.1500V a ještě vyšší systémy znamenají nižší systémové náklady.Komponenty jako fotovoltaické moduly a DC spínače, zejména invertory, hrají zásadní roli.

Výhody 1500V fotovoltaického střídače

Zvýšením vstupního napětí může být délka každého stringu zvýšena o 50 %, což může snížit počet DC kabelů připojených ke střídači a počet slučovacích boxů invertorů.Zároveň se slučovací boxy, střídače, transformátory atd. Zvyšuje se výkonová hustota elektrického zařízení, snižuje se objem a také se snižuje pracnost dopravy a údržby, což vede ke snížení nákladů na fotovoltaiku. systémy.

Zvýšením výstupního napětí lze zvýšit hustotu výkonu měniče.Při stejné aktuální úrovni lze výkon téměř zdvojnásobit.Vyšší úroveň vstupního a výstupního napětí může snížit ztrátu systémového stejnosměrného kabelu a ztrátu transformátoru, a tím zvýšit účinnost výroby energie.

Výběr fotovoltaického střídače 1500V

Z elektrického hlediska je splnění 1500V relativně jednodušší než prolomení technologie 1500V pro modulové produkty.Ostatně všechny výše zmíněné produkty jsou vyvinuty z vyspělého odvětví na podporu fotovoltaiky.S ohledem na metro 1500VDC, střídače trakčních vozidel, výkonová zařízení se nestanou problémem výběru, včetně Mitsubishi, Infineon atd. mají výkonová zařízení nad 2000V, kondenzátory lze zapojit do série pro zvýšení úrovně napětí a nyní Projoy atd. S uvedením 1500V přepínače na trh uvedli různí výrobci komponent, JA Solar, Canadian Solar a Trina, 1500V komponenty.Výběr celého invertorového systému nebude problém.

Z pohledu bateriového panelu se běžně používá řetězec 22 panelů pro 1000V a řetězec panelů pro systém 1500V by měl být asi 33. Podle teplotních charakteristik komponent bude maximální napětí v napájecím bodě kolem 26 -37V.Napěťový rozsah MPP prvků stringů se bude pohybovat kolem 850-1220V a nejnižší napětí převedené na stranu AC je 810/1,414=601V.Vezmeme-li v úvahu 10% fluktuaci a časné ráno a noc, přístřeší a další faktory, bude obecně definována na přibližně 450-550.Pokud je proud příliš nízký, proud bude příliš velký a teplo bude příliš velké.V případě centralizovaného invertoru je výstupní napětí asi 300 V a proud je asi 1 000 A při 1 000 V DC a výstupní napětí je 540 V při 1 500 V DC a výstupní proud je asi 1 100 A.Rozdíl není velký, takže aktuální úroveň výběru zařízení se nebude příliš lišit, ale úroveň napětí je zvýšená.Následující bude diskutovat o napětí na výstupní straně jako 540V.

Aplikace solárního invertoru 1500V ve fotovoltaické elektrárně

U velkých pozemních elektráren jsou pozemní elektrárny čistě střídače připojené k síti a hlavní používané střídače jsou centralizované, distribuované a vysoce výkonné stringové střídače.Při použití 1500V systému se ztráta DC vedení sníží, účinnost střídače se také zvýší.Očekává se, že účinnost celého systému vzroste o 1,5 % až 2 %, protože na výstupní straně střídače bude zvyšovací transformátor, který centrálně zvýší napětí pro přenos výkonu do sítě bez nutnosti mjr. změny v systémovém plánu.

Vezměte si 1MW projekt jako příklad (každý řetězec je 250W moduly)