آیا سیستم 1500 ولت می تواند به طور موثر هزینه هر کیلووات ساعت سیستم فتوولتائیک را کاهش دهد؟

صرف نظر از خارجی یا داخلی، نسبت کاربرد سیستم 1500 ولت در حال افزایش است.طبق آمار IHS، در سال 2018، استفاده از 1500 ولت در نیروگاه های بزرگ زمینی خارجی از 50٪ فراتر رفت.طبق آمار اولیه، در میان سومین دسته از پیشتازان در سال 2018، نسبت کاربرد 1500 ولت بین 15 تا 20 درصد بود.آیا سیستم 1500 ولت می تواند هزینه هر کیلووات ساعت پروژه را به طور موثر کاهش دهد؟این مقاله یک تحلیل مقایسه ای از اقتصاد دو سطح ولتاژ را از طریق محاسبات نظری و داده های موردی واقعی انجام می دهد.

1. طرح اولیه طراحی

به منظور تجزیه و تحلیل سطح هزینه سیستم 1500 ولت، یک طرح طراحی معمولی اتخاذ شده است و هزینه سیستم سنتی 1000 ولت با توجه به مقدار مهندسی مقایسه می شود.

پیش فرض محاسبه

(1) نیروگاه زمینی، زمین مسطح، ظرفیت نصب شده توسط مساحت زمین محدود نمی شود.

(2) دمای بسیار بالا و دمای بسیار پایین سایت پروژه باید با توجه به 40 ℃ و -20 ℃ در نظر گرفته شود.

(3)پارامترهای کلیدی قطعات و اینورترهای انتخاب شدهبه شرح زیر است.

ساختار سرمایه گذاری سیستم 1500 ولت

از طریق تجزیه و تحلیل مقایسه ای، مشخص شد که در مقایسه با سیستم سنتی 1000 ولت، سیستم 1500 ولت حدود 0.1 یوان / وات هزینه سیستم را کاهش می دهد.

3. تاثیر 1500 ولت در تولید برق

فرض محاسباتی:

با استفاده از همان ماژول، به دلیل تفاوت ماژول، تفاوتی در تولید برق وجود نخواهد داشت.با فرض یک زمین مسطح، هیچ انسداد سایه ای به دلیل تغییرات توپوگرافی وجود نخواهد داشت.
تفاوت تولید برق عمدتاً بر اساس دو عامل است:از دست دادن عدم تطابق بین ماژول و رشته، از دست دادن خط DC و از دست دادن خط AC.

1. عدم تطابق بین قطعات و رشته ها تعداد قطعات سری در یک شاخه از 22 به 34 افزایش یافته است. به دلیل انحراف توان ± 3 وات بین اجزای مختلف، تلفات برق بین اجزای سیستم 1500 ولت افزایش می یابد، اما محاسبات کمی وجود ندارد. می توان ساخت.تعداد کانال های دسترسی یک اینورتر منفرد از 12 به 18 افزایش یافته است، اما تعداد کانال های ردیابی MPPT اینورتر از 6 به 9 افزایش یافته است تا اطمینان حاصل شود که 2 شاخه با 1 MPPT مطابقت دارد.بنابراین، بین رشته ها تلفات MPPT افزایش نخواهد یافت.

2. فرمول محاسبه برای تلفات خط DC و AC: Q loss=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

جدول محاسبه تلفات خط DC: نسبت تلفات خط DC یک شاخه واحد

از طریق محاسبات نظری بالا، مشخص شد که تلفات خط DC سیستم 1500 ولت 0.765 برابر سیستم 1000 ولت است که معادل 23.5٪ کاهش در تلفات خط DC است.

جدول محاسبه تلفات خط AC: نسبت تلفات خط AC یک اینورتر منفرد

از طریق محاسبات نظری بالا، مشخص شد که تلفات خط DC سیستم 1500 ولت 0.263 برابر سیستم 1000 ولت است که معادل کاهش 73.7٪ از تلفات خط AC است.

3. داده های مورد واقعی از آنجایی که افت عدم تطابق بین اجزا را نمی توان به صورت کمی محاسبه کرد و محیط واقعی مسئول تر است، از حالت واقعی برای توضیح بیشتر استفاده می شود.این مقاله از داده‌های تولید برق واقعی دسته سوم یک پروژه پیشتاز استفاده می‌کند و زمان جمع‌آوری داده‌ها از ماه می تا ژوئن 2019، در مجموع 2 ماه داده است.

مقایسه تولید برق بین سیستم های 1000 ولت و 1500 ولت

از جدول فوق می توان دریافت که در همان محل پروژه، با استفاده از قطعات مشابه، محصولات سازنده اینورتر و روش نصب براکت یکسان، در بازه زمانی اردیبهشت تا ژوئن 2019، ساعات تولید برق سیستم 1500 ولتی 1.55 درصد بیشتر از سیستم 1000 ولت است.مشاهده می شود که اگرچه افزایش تعداد قطعات تک رشته ای باعث افزایش تلفات عدم تطابق بین قطعات می شود، اما می تواند تلفات خط DC را حدود 23.5٪ و تلفات خط AC را تا حدود 73.7٪ کاهش دهد.سیستم 1500 ولت می تواند تولید برق پروژه را افزایش دهد.

4. تجزیه و تحلیل جامع

از طریق تجزیه و تحلیل قبلی، می توان دریافت که سیستم 1500 ولت با سیستم 1000 ولت سنتی مقایسه می شود:

1) می تواندحدود 0.1 یوان / وات از هزینه سیستم صرفه جویی کنید;

2) اگرچه افزایش تعداد مولفه های تک رشته ای باعث افزایش تلفات عدم تطابق بین قطعات می شود، اما می تواند حدود 23.5 درصد از تلفات خط DC و حدود 73.7 درصد از تلفات خط AC را کاهش دهد.سیستم 1500 ولت تولید برق پروژه را افزایش می دهد.بنابراین می توان هزینه برق را تا حدودی کاهش داد.به گفته دونگ شیائوکینگ، رئیس موسسه مهندسی انرژی هبی، بیش از 50 درصد از طرح های طراحی پروژه فتوولتائیک زمینی که امسال توسط این موسسه تکمیل شده است، 1500 ولت را انتخاب کرده اند.پیش بینی می شود که سهم 1500 ولت نیروگاه های زمینی در سراسر کشور در سال 2019 به حدود 35 درصد برسد.در سال 2020 بیشتر افزایش خواهد یافت. سازمان مشاوره بین المللی مشهور IHS Markit پیش بینی خوش بینانه تری ارائه کرد.آنها در گزارش تحلیل بازار جهانی فتوولتائیک 1500 ولتی خود اشاره کردند که مقیاس جهانی نیروگاه فتوولتائیک 1500 ولتی در دو سال آینده از 100 گیگاوات فراتر خواهد رفت.

پیش بینی نسبت 1500 ولت در نیروگاه های زمینی جهانی

بدون شک با تسریع در صنعت جهانی فتوولتائیک به روند یارانه ها و پیگیری افراطی برای هزینه برق، ولتاژ 1500 ولت به عنوان یک راه حل فنی که می تواند هزینه برق را کاهش دهد بیش از پیش مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

ذخیره انرژی 1500 ولت در آینده به جریان اصلی تبدیل خواهد شد

در جولای 2014، اینورتر سیستم SMA 1500 ولت در پروژه فتوولتائیک 3.2 مگاواتی در پارک صنعتی کاسل آلمان اعمال شد.

در سپتامبر 2014، ماژول های فتوولتائیک دو شیشه ای Trina Solar اولین گواهی PID 1500 ولتی را که توسط TUV Rheinland در چین صادر شد، دریافت کردند.

در نوامبر 2014، Longma Technology توسعه سیستم DC1500V را تکمیل کرد.

در آوریل 2015، گروه TUV Rheinland سمینار سال 2015 "گواهینامه ماژول های فتوولتائیک/قطعات 1500 ولت" را برگزار کرد.

در ژوئن 2015، Projoy سری PEDS سوئیچ های فتوولتائیک DC را برای سیستم های فتوولتائیک 1500 ولت راه اندازی کرد.

در جولای 2015، شرکت Yingli توسعه یک مجموعه قاب آلومینیومی را با حداکثر ولتاژ سیستم 1500 ولت، به ویژه برای نیروگاه های زمینی اعلام کرد.

……

تولید کنندگان در تمام بخش های صنعت فتوولتائیک به طور فعال محصولات سیستم 1500 ولت را راه اندازی می کنند.چرا "1500V" بیشتر و بیشتر ذکر می شود؟آیا واقعاً عصر سیستم های فتوولتائیک 1500 ولت فرا می رسد؟

برای مدت طولانی، هزینه های بالای تولید برق یکی از دلایل اصلی محدود کردن توسعه صنعت فتوولتائیک بوده است.چگونه می توان هزینه هر کیلووات ساعت سیستم های فتوولتائیک را کاهش داد و راندمان تولید برق را بهبود بخشیدبه موضوع اصلی صنعت فتوولتائیک تبدیل شده است.1500 ولت و حتی سیستم های بالاتر به معنای هزینه کمتر سیستم است.قطعاتی مانند ماژول های فتوولتائیک و سوئیچ های DC، به ویژه اینورترها، نقش حیاتی ایفا می کنند.

مزایای اینورتر فتوولتائیک 1500 ولت

با افزایش ولتاژ ورودی می توان طول هر رشته را 50 درصد افزایش داد که می تواند تعداد کابل های DC متصل به اینورتر و تعداد اینورترهای جعبه ترکیبی را کاهش دهد.در عین حال، جعبه های ترکیبی، اینورترها، ترانسفورماتورها و غیره. چگالی توان تجهیزات الکتریکی افزایش می یابد، حجم کاهش می یابد و بار کاری حمل و نقل و نگهداری نیز کاهش می یابد که منجر به کاهش هزینه فتوولتائیک می شود. سیستم های.

با افزایش ولتاژ سمت خروجی می توان چگالی توان اینورتر را افزایش داد.تحت همین سطح فعلی، قدرت را می توان تقریباً دو برابر کرد.سطح ولتاژ ورودی و خروجی بالاتر می تواند اتلاف کابل DC سیستم و اتلاف ترانسفورماتور را کاهش دهد و در نتیجه راندمان تولید برق را افزایش دهد.

انتخاب اینورتر فتوولتائیک 1500 ولت

از دیدگاه الکتریکی، ملاقات 1500 ولت نسبتاً ساده تر از شکستن فناوری 1500 ولت برای محصولات ماژول است.پس از همه، تمام محصولات ذکر شده در بالا از یک صنعت بالغ برای پشتیبانی از فتوولتائیک توسعه یافته اند.با توجه به ولتاژ 1500 ولت مترو، اینورترهای خودروهای کششی، دستگاه های برقی مشکل انتخابی نخواهند داشت، از جمله میتسوبیشی، اینفینئون و ... دارای دستگاه های برق بالای 2000 ولت هستند، خازن ها را می توان به صورت سری برای افزایش سطح ولتاژ وصل کرد و اکنون توسط Projoy و غیره با راه اندازی سوئیچ 1500 ولت، سازندگان قطعات مختلف، JA Solar، Canadian Solar، و Trina همگی قطعات 1500 ولت را راه اندازی کرده اند.انتخاب کل سیستم اینورتر مشکلی نخواهد داشت.

از منظر پنل باتری معمولاً یک رشته 22 پنل برای 1000 ولت استفاده می شود و یک رشته پانل برای سیستم 1500 ولت باید حدود 33 باشد. با توجه به ویژگی های دمایی قطعات، حداکثر ولتاژ نقطه قدرت حدود 26 خواهد بود. -37 ولتمحدوده ولتاژ MPP اجزای رشته حدود 850-1220 ولت خواهد بود و کمترین ولتاژ تبدیل شده به سمت AC 810/1.414=601V است.با در نظر گرفتن نوسان 10 درصدی و صبح و شب زود، سرپناه و عوامل دیگر، عموماً حدود 450-550 تعریف می شود.اگر جریان خیلی کم باشد، جریان خیلی زیاد و گرما خیلی زیاد می شود.در مورد یک اینورتر متمرکز، ولتاژ خروجی حدود 300 ولت و جریان حدود 1000 آمپر در 1000 ولت DC و ولتاژ خروجی 540 ولت در 1500 ولت است و جریان خروجی حدود 1100 آمپر است.تفاوت زیاد نیست، بنابراین سطح فعلی انتخاب دستگاه خیلی متفاوت نخواهد بود، اما سطح ولتاژ افزایش می یابد.در ادامه ولتاژ سمت خروجی 540 ولت مورد بحث قرار خواهد گرفت.

کاربرد اینورتر خورشیدی 1500 ولت در نیروگاه فتوولتائیک

برای نیروگاه های زمینی در مقیاس بزرگ، نیروگاه های زمینی اینورترهای متصل به شبکه خالص هستند و اینورترهای اصلی مورد استفاده اینورترهای رشته ای متمرکز، توزیع شده و پرقدرت هستند.هنگامی که از یک سیستم 1500 ولت استفاده می شود، تلفات خط DC کاهش می یابد، راندمان اینورتر نیز افزایش می یابد.انتظار می رود راندمان کل سیستم 1.5٪ -2٪ افزایش یابد، زیرا یک ترانسفورماتور افزایش دهنده در سمت خروجی اینورتر وجود خواهد داشت تا ولتاژ را به طور مرکزی تقویت کند تا برق را بدون نیاز به Major به شبکه منتقل کند. تغییرات در طرح سیستم

یک پروژه 1 مگاواتی را به عنوان مثال در نظر بگیرید (هر رشته ماژول های 250 وات است)