Μπορεί το σύστημα 1500V να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος ανά κιλοβατώρα του φωτοβολταϊκού συστήματος;

Ανεξάρτητα από ξένο ή εγχώριο, το ποσοστό εφαρμογής του συστήματος 1500V αυξάνεται.Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία της IHS, το 2018, η εφαρμογή των 1500 V σε μεγάλους επίγειους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του εξωτερικού ξεπέρασε το 50%.σύμφωνα με προκαταρκτικά στατιστικά στοιχεία, μεταξύ της τρίτης παρτίδας των πρωτοπόρων το 2018, το ποσοστό εφαρμογής των 1500V ήταν μεταξύ 15% και 20%.Μπορεί το σύστημα 1500V να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος ανά κιλοβατώρα του έργου;Αυτή η εργασία κάνει μια συγκριτική ανάλυση των οικονομικών των δύο επιπέδων τάσης μέσω θεωρητικών υπολογισμών και πραγματικών δεδομένων περίπτωσης.

1. Βασικό σχέδιο σχεδίασης

Προκειμένου να αναλυθεί το επίπεδο κόστους του συστήματος 1500V, υιοθετείται ένα συμβατικό σχέδιο σχεδιασμού και το κόστος του παραδοσιακού συστήματος 1000V συγκρίνεται σύμφωνα με την ποσότητα μηχανικής.

Υπολογιστική υπόθεση

(1) Επίγειος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, επίπεδο έδαφος, η εγκατεστημένη ισχύς δεν περιορίζεται από χερσαία έκταση.

(2) Η εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία και η ακραία χαμηλή θερμοκρασία του χώρου του έργου θα ληφθούν υπόψη σύμφωνα με τους 40℃ και -20℃.

(3) Τοβασικές παραμέτρους επιλεγμένων εξαρτημάτων και μετατροπέωνέχουν ως εξής.

Επενδυτική δομή συστήματος 1500V

Μέσω της συγκριτικής ανάλυσης, διαπιστώθηκε ότι σε σύγκριση με το παραδοσιακό σύστημα 1000V, το σύστημα 1500V εξοικονομεί περίπου 0,1 γιουάν/W κόστους συστήματος.

3. Η επίδραση των 1500V στην παραγωγή ενέργειας

Προϋπόθεση υπολογισμού:

Χρησιμοποιώντας την ίδια μονάδα, δεν θα υπάρχει διαφορά στην παραγωγή ενέργειας λόγω διαφορών στις μονάδες.Υποθέτοντας επίπεδο έδαφος, δεν θα υπάρχει απόφραξη σκιάς λόγω αλλαγών στην τοπογραφία.
Η διαφορά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται κυρίως σε δύο παράγοντες:η απώλεια ασυμφωνίας μεταξύ της μονάδας και της συμβολοσειράς, η απώλεια γραμμής DC και η απώλεια γραμμής AC.

1. Απώλεια αναντιστοιχίας μεταξύ εξαρτημάτων και στοιχειοσειρών Ο αριθμός των εξαρτημάτων σειράς σε έναν κλάδο έχει αυξηθεί από 22 σε 34. Λόγω της απόκλισης ισχύος ±3W μεταξύ των διαφορετικών στοιχείων, η απώλεια ισχύος μεταξύ των στοιχείων του συστήματος 1500V θα αυξηθεί, αλλά δεν υπάρχουν ποσοτικοί υπολογισμοί μπορεί να γίνει.Ο αριθμός των καναλιών πρόσβασης ενός μεμονωμένου μετατροπέα έχει αυξηθεί από 12 σε 18, αλλά ο αριθμός των καναλιών παρακολούθησης MPPT του μετατροπέα έχει αυξηθεί από 6 σε 9 για να διασφαλιστεί ότι 2 κλάδοι αντιστοιχούν σε 1 MPPT.Επομένως, μεταξύ των συμβολοσειρών Η απώλεια MPPT δεν θα αυξηθεί.

2. Τύπος υπολογισμού για απώλεια γραμμής DC και AC: Απώλεια Q=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Πίνακας υπολογισμού απωλειών γραμμής συνεχούς ρεύματος: λόγος απώλειας γραμμής συνεχούς ρεύματος ενός μόνο κλάδου

Μέσα από τους παραπάνω θεωρητικούς υπολογισμούς, διαπιστώνεται ότι η απώλεια γραμμής DC του συστήματος 1500V είναι 0,765 φορές μεγαλύτερη από αυτή του συστήματος 1000V, που ισοδυναμεί με 23,5% μείωση της απώλειας γραμμής DC.

Πίνακας υπολογισμού απωλειών γραμμής AC: Λόγος απωλειών γραμμής AC ενός μεμονωμένου μετατροπέα

Μέσα από τους παραπάνω θεωρητικούς υπολογισμούς, διαπιστώνεται ότι η απώλεια γραμμής DC του συστήματος 1500V είναι 0,263 φορές μεγαλύτερη από αυτή του συστήματος 1000V, που ισοδυναμεί με μείωση 73,7% της απώλειας γραμμής AC.

3. Πραγματικά δεδομένα περίπτωσης Εφόσον η απώλεια αναντιστοιχίας μεταξύ των στοιχείων δεν μπορεί να υπολογιστεί ποσοτικά και το πραγματικό περιβάλλον είναι πιο υπεύθυνο, η πραγματική περίπτωση χρησιμοποιείται για περαιτέρω επεξήγηση.Αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί τα πραγματικά δεδομένα παραγωγής ενέργειας της τρίτης παρτίδας ενός πρωτοποριακού έργου και ο χρόνος συλλογής δεδομένων είναι από τον Μάιο έως τον Ιούνιο του 2019, συνολικά 2 μήνες δεδομένων.

Σύγκριση παραγωγής ενέργειας μεταξύ συστημάτων 1000V και 1500V

Από τον παραπάνω πίνακα, διαπιστώνεται ότι στον ίδιο χώρο του έργου, χρησιμοποιώντας τα ίδια εξαρτήματα, προϊόντα κατασκευαστών μετατροπέων και την ίδια μέθοδο εγκατάστασης βραχίονα, κατά την περίοδο από Μάιο έως Ιούνιο 2019, οι ώρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του συστήματος 1500V είναι 1,55% υψηλότερα από αυτό του συστήματος 1000V.Μπορεί να φανεί ότι αν και η αύξηση του αριθμού των στοιχείων μιας χορδής θα αυξήσει την απώλεια ασυμφωνίας μεταξύ των στοιχείων, μπορεί να μειώσει την απώλεια γραμμής DC κατά περίπου 23,5% και την απώλεια γραμμής AC κατά περίπου 73,7%.Το σύστημα 1500V μπορεί να αυξήσει την παραγωγή ενέργειας του έργου.

4. Ολοκληρωμένη ανάλυση

Μέσα από την προηγούμενη ανάλυση, μπορεί να βρεθεί ότι το σύστημα 1500V συγκρίνεται με το παραδοσιακό σύστημα 1000V:

1) Μπορείεξοικονομήστε περίπου 0,1 γιουάν/W κόστους συστήματος;

2) Παρόλο που η αύξηση του αριθμού των στοιχείων μιας συμβολοσειράς θα αυξήσει την απώλεια ασυμφωνίας μεταξύ των στοιχείων, μπορεί να μειώσει περίπου 23,5% της απώλειας γραμμής DC και περίπου 73,7% της απώλειας γραμμής AC, καιτο σύστημα 1500V θα αυξήσει την παραγωγή ενέργειας του έργου.Επομένως, το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να μειωθεί σε κάποιο βαθμό.Σύμφωνα με τον Dong Xiaoqing, κοσμήτορα του Hebei Energy Engineering Institute, πάνω από το 50% των σχεδίων σχεδιασμού έργων επίγειας φωτοβολταϊκών που ολοκληρώθηκαν από το ινστιτούτο φέτος έχουν επιλέξει 1500V.Αναμένεται ότι το μερίδιο των 1500 V στους επίγειους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής σε εθνικό επίπεδο το 2019 θα φτάσει περίπου το 35%.θα αυξηθεί περαιτέρω το 2020. Μια πιο αισιόδοξη πρόβλεψη έδωσε ο διεθνούς φήμης συμβουλευτικός οργανισμός IHS Markit.Στην έκθεση ανάλυσης της παγκόσμιας αγοράς φωτοβολταϊκών 1500V, επεσήμαναν ότι η παγκόσμια κλίμακα φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής 1500 V θα ξεπεράσει τα 100 GW τα επόμενα δύο χρόνια.

Πρόβλεψη της αναλογίας των 1500 V σε παγκόσμιους επίγειους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής

Αναμφίβολα, καθώς η παγκόσμια βιομηχανία φωτοβολταϊκών επιταχύνει τη διαδικασία της επιδότησης και την ακραία επιδίωξη του κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας, τα 1500V ως τεχνική λύση που μπορεί να μειώσει το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας θα εφαρμόζεται όλο και περισσότερο.

Η αποθήκευση ενέργειας 1500V θα γίνει mainstream στο μέλλον

Τον Ιούλιο του 2014, ο μετατροπέας του συστήματος SMA 1500V εφαρμόστηκε στο φωτοβολταϊκό έργο ισχύος 3,2 MW στο Βιομηχανικό Πάρκο Kassel της Γερμανίας.

Τον Σεπτέμβριο του 2014, τα φωτοβολταϊκά πλαίσια διπλού υαλοπίνακα της Trina Solar έλαβαν το πρώτο πιστοποιητικό PID 1500V που εκδόθηκε από την TUV Rheinland στην Κίνα.

Τον Νοέμβριο του 2014, η Longma Technology ολοκλήρωσε την ανάπτυξη του συστήματος DC1500V.

Τον Απρίλιο του 2015, ο Όμιλος TUV Rheinland πραγματοποίησε το σεμινάριο του 2015 «Πιστοποίηση φωτοβολταϊκών μονάδων/εξαρτημάτων 1500V».

Τον Ιούνιο του 2015, η Projoy κυκλοφόρησε τη σειρά PEDS φωτοβολταϊκών διακοπτών DC για φωτοβολταϊκά συστήματα 1500V.

Τον Ιούλιο του 2015, η Yingli Company ανακοίνωσε την ανάπτυξη ενός συγκροτήματος πλαισίου αλουμινίου με μέγιστη τάση συστήματος 1500 βολτ, ειδικά για επίγειους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

……

Κατασκευαστές σε όλους τους τομείς της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών λανσάρουν ενεργά προϊόντα συστημάτων 1500V.Γιατί το «1500V» αναφέρεται όλο και πιο συχνά;Έρχεται πραγματικά η εποχή των φωτοβολταϊκών συστημάτων 1500V;

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το υψηλό κόστος παραγωγής ενέργειας ήταν ένας από τους κύριους λόγους που περιορίζουν την ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών.Πώς να μειώσετε το κόστος ανά κιλοβατώρα των φωτοβολταϊκών συστημάτων και να βελτιώσετε την απόδοση παραγωγής ενέργειαςέχει γίνει το βασικό ζήτημα της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών.1500V και ακόμη υψηλότερα συστήματα σημαίνουν χαμηλότερο κόστος συστήματος.Εξαρτήματα όπως οι φωτοβολταϊκές μονάδες και οι διακόπτες DC, ειδικά οι μετατροπείς, διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο.

Πλεονεκτήματα φωτοβολταϊκού μετατροπέα 1500V

Αυξάνοντας την τάση εισόδου, το μήκος κάθε στοιχειοσειράς μπορεί να αυξηθεί κατά 50%, γεγονός που μπορεί να μειώσει τον αριθμό των καλωδίων DC που συνδέονται στον μετατροπέα και τον αριθμό των μετατροπέων του κουτιού συνδυασμού.Ταυτόχρονα, κιβώτια συνδυασμού, μετατροπείς, μετασχηματιστές κ.λπ. Αυξάνεται η πυκνότητα ισχύος του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, μειώνεται ο όγκος και μειώνεται επίσης ο φόρτος μεταφοράς και συντήρησης, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση του κόστους των φωτοβολταϊκών συστήματα.

Αυξάνοντας την πλευρική τάση εξόδου, μπορεί να αυξηθεί η πυκνότητα ισχύος του μετατροπέα.Κάτω από το ίδιο επίπεδο ρεύματος, η ισχύς μπορεί να διπλασιαστεί σχεδόν.Ένα υψηλότερο επίπεδο τάσης εισόδου και εξόδου μπορεί να μειώσει την απώλεια του καλωδίου DC του συστήματος και την απώλεια του μετασχηματιστή, αυξάνοντας έτσι την απόδοση παραγωγής ενέργειας.

Επιλογή φωτοβολταϊκού μετατροπέα 1500V

Από την άποψη της ηλεκτρικής ενέργειας, η συνάντηση 1500V είναι σχετικά απλούστερη από τη διάρρηξη της τεχνολογίας 1500V για προϊόντα δομοστοιχείων.Εξάλλου, όλα τα προαναφερθέντα προϊόντα έχουν αναπτυχθεί από μια ώριμη βιομηχανία για την υποστήριξη φωτοβολταϊκών.Ενόψει του μετρό 1500 VDC, οι μετατροπείς οχημάτων έλξης, οι συσκευές ισχύος δεν θα αποτελέσουν πρόβλημα επιλογής, συμπεριλαμβανομένων των Mitsubishi, Infineon κ.λπ. έχουν συσκευές ισχύος άνω των 2000 V, οι πυκνωτές μπορούν να συνδεθούν σε σειρά για να αυξήσουν το επίπεδο τάσης και τώρα από το Projoy κ.λπ. Με τον διακόπτη 1500 V που τέθηκε σε λειτουργία, διάφοροι κατασκευαστές εξαρτημάτων, η JA Solar, η Canadian Solar και η Trina έχουν κυκλοφορήσει εξαρτήματα 1500 V.Η επιλογή ολόκληρου του συστήματος μετατροπέα δεν θα είναι πρόβλημα.

Από την άποψη του πίνακα μπαταριών, μια σειρά από 22 πάνελ χρησιμοποιείται συνήθως για 1000V και μια σειρά από πάνελ για σύστημα 1500V θα πρέπει να είναι περίπου 33. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας των εξαρτημάτων, η μέγιστη τάση σημείου ισχύος θα είναι περίπου 26 -37V.Το εύρος τάσης MPP των εξαρτημάτων στοιχειοσειράς θα είναι περίπου 850-1220V και η χαμηλότερη τάση που μετατρέπεται στην πλευρά AC είναι 810/1.414=601V.Λαμβάνοντας υπόψη την διακύμανση 10% και το πρωί και το βράδυ, το καταφύγιο και άλλους παράγοντες, θα οριστεί γενικά σε περίπου 450-550.Εάν το ρεύμα είναι πολύ χαμηλό, το ρεύμα θα είναι πολύ μεγάλο και η θερμότητα θα είναι πολύ μεγάλη.Στην περίπτωση ενός κεντρικού μετατροπέα, η τάση εξόδου είναι περίπου 300V και το ρεύμα είναι περίπου 1000A στα 1000VDC και η τάση εξόδου είναι 540V στα 1500VDC και το ρεύμα εξόδου είναι περίπου 1100A.Η διαφορά δεν είναι μεγάλη, επομένως το τρέχον επίπεδο της επιλογής συσκευής δεν θα είναι πολύ διαφορετικό, αλλά το επίπεδο τάσης αυξάνεται.Στη συνέχεια θα συζητηθεί η τάση της πλευράς εξόδου ως 540V.

Εφαρμογή ηλιακού μετατροπέα 1500V σε φωτοβολταϊκό σταθμό

Για επίγειους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας, οι επίγειοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι αμιγώς συνδεδεμένοι στο δίκτυο μετατροπείς και οι κύριοι μετατροπείς που χρησιμοποιούνται είναι κεντρικοί, κατανεμημένοι και μετατροπείς στοιχειοσειρών υψηλής ισχύος.Όταν χρησιμοποιείται σύστημα 1500V, η απώλεια γραμμής DC θα είναι Μείωση, ενώ η απόδοση του μετατροπέα θα αυξηθεί επίσης.Η απόδοση ολόκληρου του συστήματος αναμένεται να αυξηθεί κατά 1,5%-2%, επειδή θα υπάρχει ένας μετασχηματιστής αναβάθμισης στην πλευρά εξόδου του μετατροπέα για την κεντρική ενίσχυση της τάσης για τη μετάδοση της ισχύος στο δίκτυο χωρίς την ανάγκη Major αλλαγές στο σχέδιο συστήματος.

Πάρτε για παράδειγμα ένα έργο 1 MW (κάθε συμβολοσειρά είναι μονάδες 250W)