Kan 1500V-systemet effektivt reducere omkostningerne pr. kilowatt-time på solcelleanlægget?

Uanset udenlandsk eller indenlandsk, er anvendelsesandelen af ​​1500V-systemet stigende.Ifølge IHS-statistikker oversteg anvendelsen af ​​1500V i udenlandske store jordkraftværker i 2018 50%;ifølge foreløbige statistikker, blandt det tredje parti af frontløbere i 2018, var anvendelsesandelen på 1500V mellem 15% og 20%.Kan 1500V-systemet effektivt reducere omkostningerne pr. kilowatt-time af projektet?Dette papir foretager en komparativ analyse af økonomien ved de to spændingsniveauer gennem teoretiske beregninger og faktiske casedata.

1. Grundlæggende designplan

For at analysere omkostningsniveauet for 1500V-systemet vedtages et konventionelt designskema, og omkostningerne ved det traditionelle 1000V-system sammenlignes i henhold til den tekniske mængde.

Beregningsforudsætning

(1) Jordkraftværk, fladt terræn, installeret kapacitet er ikke begrænset af landareal;

(2) Den ekstremt høje temperatur og den ekstremt lave temperatur på projektstedet skal tages i betragtning i henhold til 40℃ og -20℃.

(3) Dennøgleparametre for udvalgte komponenter og invertereer som følgende.

Investeringsstruktur af 1500V system

Gennem sammenlignende analyse viser det sig, at sammenlignet med det traditionelle 1000V-system sparer 1500V-systemet omkring 0,1 yuan/W systemomkostninger.

3. Effekten af ​​1500V på elproduktion

Beregningsforudsætning:

Ved brug af det samme modul vil der ikke være nogen forskel i strømproduktion på grund af modulforskelle;forudsat et fladt terræn vil der ikke være skyggeokklusion på grund af topografiændringer.
Forskellen i elproduktion er hovedsageligt baseret på to faktorer:mismatch tabet mellem modulet og strengen, DC linje tab og AC linje tab.

1. Mismatchtab mellem komponenter og strenge Antallet af seriekomponenter i en enkelt gren er øget fra 22 til 34. På grund af ±3W effektafvigelse mellem forskellige komponenter vil effekttabet mellem 1500V systemkomponenter stige, men ingen kvantitative beregninger kan laves.Antallet af adgangskanaler for en enkelt inverter er blevet øget fra 12 til 18, men antallet af MPPT-sporingskanaler for inverteren er øget fra 6 til 9 for at sikre, at 2 grene svarer til 1 MPPT.Derfor vil MPPT-tabet ikke stige mellem strenge.

2. Beregningsformel for DC- og AC-ledningstab: Q-tab=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Tabel for beregning af DC-ledningstab: DC-linjetabsforhold for en enkelt gren

Gennem ovenstående teoretiske beregninger konstateres det, at DC-ledningstabet for 1500V-systemet er 0,765 gange større end 1000V-systemet, hvilket svarer til en 23,5% reduktion af DC-ledningstabet.

Tabel for beregning af AC-ledningstab: AC-ledningstabsforhold for en enkelt inverter

Gennem ovenstående teoretiske beregninger konstateres det, at DC-ledningstabet for 1500V-systemet er 0,263 gange større end 1000V-systemet, hvilket svarer til en reduktion på 73,7% af AC-ledningstabet.

3. Faktiske casedata Da mismatchtabet mellem komponenter ikke kan beregnes kvantitativt, og det faktiske miljø er mere ansvarligt, bruges den faktiske case til yderligere forklaring.Denne artikel bruger de faktiske strømproduktionsdata fra tredje batch af et frontløberprojekt, og dataindsamlingstiden er fra maj til juni 2019, i alt 2 måneders data.

Sammenligning af strømproduktion mellem 1000V og 1500V systemer

Fra ovenstående tabel kan det ses, at på samme projektsted, ved brug af de samme komponenter, inverterproducenters produkter og den samme monteringsmetode for beslag, i perioden fra maj til juni 2019, strømproduktionstimerne for 1500V-systemet er 1,55 % højere end for 1000V-systemet.Det kan ses, at selvom stigningen i antallet af enkeltstrengskomponenter vil øge mismatchtabet mellem komponenter, kan det reducere DC-ledningstabet med omkring 23,5 % og AC-ledningstabet med omkring 73,7 %.1500V systemet kan øge projektets elproduktion.

4. Omfattende analyse

Gennem den tidligere analyse kan det konstateres, at 1500V-systemet sammenlignes med det traditionelle 1000V-system:

1) Det kanspar omkring 0,1 yuan/W af systemomkostninger;

2) Selvom stigningen i antallet af enkeltstrengskomponenter vil øge mismatchtabet mellem komponenter, kan det reducere omkring 23,5 % af DC-ledningstabet og omkring 73,7 % af AC-ledningstabet, og1500V systemet vil øge projektets elproduktion.Derfor kan omkostningerne til el reduceres til en vis grad.Ifølge Dong Xiaoqing, dekan for Hebei Energy Engineering Institute, har mere end 50% af de jordbaserede fotovoltaiske projektdesignplaner, der er afsluttet af instituttet i år, valgt 1500V;det forventes, at andelen af ​​1500V i jordkraftværker på landsplan i 2019 vil nå omkring 35%;den vil stige yderligere i 2020. Den internationalt anerkendte konsulentorganisation IHS Markit gav en mere optimistisk prognose.I deres 1500V globale fotovoltaiske markedsanalyserapport påpegede de, at den globale 1500V fotovoltaiske kraftværksskala vil overstige 100GW i de næste to år.

Prognose for andelen af ​​1500V i globale jordkraftværker

Efterhånden som den globale solcelleindustri accelererer subsidieprocessen, og den ekstreme jagt på omkostningerne ved elektricitet, vil 1500V utvivlsomt blive mere og mere anvendt som en teknisk løsning, der kan reducere omkostningerne til elektricitet.

1500V energilagring vil blive mainstream i fremtiden

I juli 2014 blev inverteren til SMA 1500V-systemet anvendt i det 3,2 MW solcelleprojekt i Kassel Industripark, Tyskland.

I september 2014 modtog Trina Solars solcellemoduler i dobbeltglas det første 1500V PID-certifikat udstedt af TUV Rheinland i Kina.

I november 2014 afsluttede Longma Technology udviklingen af ​​DC1500V-systemet.

I april 2015 afholdt TUV Rheinland Group 2015 "Photovoltaic Modules/Parts 1500V Certification" seminaret.

I juni 2015 lancerede Projoy PEDS-serien af ​​fotovoltaiske DC-afbrydere til 1500V solcelleanlæg.

I juli 2015 annoncerede Yingli Company udviklingen af ​​en aluminiumsrammesamling med en maksimal systemspænding på 1500 volt, specielt til jordkraftværker.

……

Producenter i alle sektorer af solcelleindustrien lancerer aktivt 1500V systemprodukter.Hvorfor bliver "1500V" nævnt oftere og oftere?Kommer æraen med 1500V solcelleanlæg virkelig?

I lang tid har høje elproduktionsomkostninger været en af ​​hovedårsagerne til at begrænse udviklingen af ​​solcelleindustrien.Hvordan man reducerer omkostningerne pr. kilowatt-time for solcelleanlæg og forbedrer effektiviteten af ​​elproduktionener blevet kernespørgsmålet i solcelleindustrien.1500V og endnu højere systemer betyder lavere systemomkostninger.Komponenter som fotovoltaiske moduler og DC-afbrydere, især invertere, spiller en afgørende rolle.

Fordele ved 1500V fotovoltaisk inverter

Ved at øge indgangsspændingen kan længden af ​​hver streng øges med 50 %, hvilket kan reducere antallet af DC-kabler forbundet til inverteren og antallet af combinerboks-invertere.Samtidig kombinerer kasser, invertere, transformere osv. Strømtætheden af ​​elektrisk udstyr øges, volumen reduceres, og arbejdsbyrden for transport og vedligeholdelse reduceres også, hvilket er befordrende for reduktionen af ​​omkostningerne ved solcelleanlæg. systemer.

Ved at øge spændingen på udgangssiden kan inverterens effekttæthed øges.Under det samme strømniveau kan effekten næsten fordobles.Et højere indgangs- og udgangsspændingsniveau kan reducere tabet af systemets DC-kablet og tabet af transformatoren og dermed øget energiproduktionseffektivitet.

Udvalg af 1500V fotovoltaisk inverter

Fra et elektrisk perspektiv er det relativt enklere at møde 1500V end at bryde igennem 1500V-teknologien for modulprodukter.Når alt kommer til alt er alle de ovennævnte produkter udviklet fra en moden industri til at understøtte solcelleanlæg.I lyset af 1500VDC-metroen, vil invertere til trækkraftkøretøjer, strømforsyninger ikke blive et valgproblem, herunder Mitsubishi, Infineon osv. har strømenheder over 2000V, kondensatorer kan forbindes i serie for at øge spændingsniveauet, og nu af Projoy osv. Med lanceringen af ​​1500V-switchen har forskellige komponentproducenter, JA Solar, Canadian Solar og Trina alle lanceret 1500V-komponenter.Valget af hele invertersystemet vil ikke være et problem.

Fra batteripanelets perspektiv bruges en streng på 22 paneler almindeligvis til 1000V, og en række paneler til 1500V-systemet skal være omkring 33. Ifølge komponenternes temperaturkarakteristika vil den maksimale strømpunktspænding være omkring 26 -37V.MPP-spændingsområdet for strengkomponenterne vil være omkring 850-1220V, og den laveste spænding konverteret til AC-siden er 810/1.414=601V.Under hensyntagen til 10% udsving og tidlig morgen og nat, ly og andre faktorer, vil det generelt blive defineret til omkring 450-550.Hvis strømmen er for lav, vil strømmen være for stor og varmen for stor.I tilfælde af en centraliseret inverter er udgangsspændingen omkring 300V, og strømmen er omkring 1000A ved 1000VDC, og udgangsspændingen er 540V ved 1500VDC, og udgangsstrømmen er omkring 1100A.Forskellen er ikke stor, så det aktuelle niveau af enhedsvalget vil ikke være for anderledes, men spændingsniveauet øges.Det følgende vil diskutere udgangssidespændingen som 540V.

Anvendelse af 1500V solinverter i solcelleanlæg

For store jordkraftværker er jordkraftværker rene nettilsluttede invertere, og de anvendte hovedinvertere er centraliserede, distribuerede og højeffekt strenginvertere.Når et 1500V-system bruges, vil DC-ledningstabet være Reduceret, inverterens effektivitet vil også stige.Effektiviteten af ​​hele systemet forventes at stige med 1,5%-2%, fordi der vil være en step-up transformer på udgangssiden af ​​inverteren til centralt at booste spændingen for at overføre strømmen til nettet uden behov for Major ændringer i systemplanen.

Tag et 1MW projekt som eksempel (hver streng er 250W moduler)