Voiko 1500 V:n järjestelmä vähentää tehokkaasti aurinkosähköjärjestelmän kilowattituntikohtaisia ​​kustannuksia?

Riippumatta ulkomaisesta tai kotimaisesta 1500 V järjestelmän käyttöosuus kasvaa.IHS-tilastojen mukaan vuonna 2018 1500 V:n käyttö ulkomaisissa suurissa maavoimaloissa ylitti 50 %;Ennakkotilastojen mukaan vuoden 2018 kolmannen kärkierän joukossa 1500V:n käyttöosuus oli 15-20 %.Voiko 1500 V järjestelmä vähentää tehokkaasti projektin kilowattituntikohtaisia ​​kustannuksia?Tässä artikkelissa tehdään vertaileva analyysi kahden jännitetason taloudellisuudesta teoreettisten laskelmien ja todellisten tapaustietojen avulla.

1. Perussuunnittelusuunnitelma

1500 V järjestelmän kustannustason analysoimiseksi omaksutaan perinteinen suunnittelukaavio ja perinteisen 1000 V järjestelmän kustannuksia verrataan suunnittelumäärän mukaan.

Laskuperuste

(1) Maavoimalaitos, tasainen maasto, asennettu kapasiteetti ei ole maa-alueen rajoitusta;

(2) Hankealueen äärimmäisen korkea ja äärimmäisen alhainen lämpötila on otettava huomioon 40 ℃ ja -20 ℃ mukaan.

(3)valittujen komponenttien ja invertterien tärkeimmät parametritovat seuraavat.

1500V järjestelmän investointirakenne

Vertailevan analyysin avulla on havaittu, että verrattuna perinteiseen 1000 V järjestelmään, 1500 V järjestelmä säästää noin 0,1 yuania/W järjestelmäkustannuksissa.

3. 1500 V:n vaikutus sähköntuotantoon

Laskuperuste:

Samaa moduulia käytettäessä sähköntuotannossa ei ole eroa moduulieroista johtuen;jos maasto on tasainen, topografian muutoksista johtuvaa varjoa ei esiinny.
Sähköntuotannon ero perustuu pääasiassa kahteen tekijään:moduulin ja merkkijonon välinen epäsopivuushäviö, DC-linjahäviö ja AC-linjahäviö.

1. Epäsopivuushäviö komponenttien ja merkkijonojen välillä Sarjakomponenttien lukumäärää yhdessä haarassa on lisätty 22:sta 34:ään. Eri komponenttien välisen ±3W tehopoikkeaman vuoksi tehohäviö 1500 V:n järjestelmäkomponenttien välillä kasvaa, mutta ei kvantitatiivisia laskelmia voidaan tehdä.Yhden invertterin pääsykanavien lukumäärää on lisätty 12:sta 18:aan, mutta taajuusmuuttajan MPPT-seurantakanavien lukumäärää on lisätty 6:sta 9:ään, jotta 2 haaraa vastaa yhtä MPPT:tä.Siksi merkkijonojen välillä MPPT-häviö ei kasva.

2. Tasa- ja vaihtovirtajohtohäviön laskentakaava: Q häviö=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Tasavirtajohtohäviön laskentataulukko: Yhden haaran tasavirtajohtohäviösuhde

Yllä olevien teoreettisten laskelmien avulla on havaittu, että 1500 V järjestelmän tasavirtahäviö on 0,765 kertaa 1000 V järjestelmän DC-häviö, mikä vastaa 23,5 %:n pienenemistä DC-linjahäviössä.

AC-johtohäviön laskentataulukko: Yhden invertterin AC-johtohäviösuhde

Yllä olevien teoreettisten laskelmien avulla on havaittu, että 1500 V järjestelmän tasavirtahäviö on 0,263 kertaa 1000 V järjestelmän DC-häviö, mikä vastaa 73,7 %:n vähennystä AC-linjahäviöstä.

3. Todellinen tapaustiedot Koska komponenttien välistä epäsopivuushäviötä ei voida laskea kvantitatiivisesti ja todellinen ympäristö on vastuullisempi, käytetään todellista tapausta lisäselvityksessä.Tässä artikkelissa käytetään edelläkävijäprojektin kolmannen erän todellisia sähköntuotantotietoja, ja tiedonkeruuaika on toukokuusta kesäkuuhun 2019, yhteensä 2 kuukauden tietoja.

Sähköntuotannon vertailu 1000V ja 1500V järjestelmien välillä

Yllä olevasta taulukosta voidaan todeta, että samalla projektipaikalla samoilla komponenteilla, invertterivalmistajien tuotteilla ja samalla kannakeasennusmenetelmällä touko-kesäkuun 2019 välisenä aikana 1500V järjestelmän sähköntuotantotunnit ovat 1,55 % korkeammat kuin 1000 V järjestelmässä.Voidaan nähdä, että vaikka yksimerkkisten komponenttien lukumäärän kasvu lisää komponenttien välistä epäsopivuushäviötä, se voi vähentää DC-linjahäviötä noin 23,5 % ja AC-linjahäviötä noin 73,7 %.1500 V järjestelmä voi lisätä projektin sähköntuotantoa.

4. Kattava analyysi

Edellisen analyysin perusteella voidaan todeta, että 1500 V järjestelmää verrataan perinteiseen 1000 V järjestelmään:

1) Se voisäästää noin 0,1 yuania/W järjestelmäkustannuksista;

2) Vaikka yksittäisten merkkijonojen komponenttien lukumäärän lisääminen lisää komponenttien välistä epäsopivuushäviötä, se voi vähentää noin 23,5 % DC-linjahäviöstä ja noin 73,7 % AC-linjahäviöstä, ja1500 V järjestelmä lisää hankkeen sähköntuotantoa.Siksi sähkön hintaa voidaan pienentää jossain määrin.Hebei Energy Engineering Instituten dekaanin Dong Xiaoqingin mukaan yli 50 % instituutin tänä vuonna valmistuneista aurinkosähköprojektien suunnittelusuunnitelmista on valinnut 1500 V;1500 V:n osuuden maavoimaloissa valtakunnallisesti odotetaan vuonna 2019 olevan noin 35 %;se kasvaa edelleen vuonna 2020. Kansainvälisesti tunnettu konsulttiorganisaatio IHS Markit antoi optimistisemman ennusteen.He huomauttivat 1500 V:n maailmanlaajuisessa aurinkosähkömarkkinoiden analyysiraportissaan, että maailmanlaajuinen 1500 V:n aurinkosähkövoimalaitosten mittakaava ylittää 100 GW seuraavan kahden vuoden aikana.

Ennuste 1500 V:n osuudesta globaaleissa maavoimaloissa

Epäilemättä, kun maailmanlaajuinen aurinkosähköteollisuus kiihdyttää tukiprosessia ja äärimmäistä sähkökustannusten tavoittelua, 1500 V:tä sähkön kustannuksia vähentävänä teknisenä ratkaisuna tullaan käyttämään yhä enemmän.

1500 V energian varastointi tulee valtavirtaan tulevaisuudessa

Heinäkuussa 2014 SMA 1500V -järjestelmän invertteriä sovellettiin 3,2 MW:n aurinkosähköprojektissa Kasselin teollisuuspuistossa Saksassa.

Syyskuussa 2014 Trina Solarin kaksinkertaiset aurinkosähkömoduulit saivat Kiinan TUV Rheinlandin myöntämän ensimmäisen 1500 V PID-sertifikaatin.

Marraskuussa 2014 Longma Technology sai päätökseen DC1500V-järjestelmän kehittämisen.

Huhtikuussa 2015 TUV Rheinland Group piti vuoden 2015 "Photosvoltaic Modules/Parts 1500V Certification" -seminaarin.

Kesäkuussa 2015 Projoy lanseerasi aurinkosähköisten DC-kytkimien PEDS-sarjan 1500 V:n aurinkosähköjärjestelmiin.

Heinäkuussa 2015 Yingli Company ilmoitti kehittävänsä alumiinirunkokokoonpanon, jonka järjestelmäjännite on enintään 1500 volttia, erityisesti maavoimaloita varten.

……

Valmistajat kaikilla aurinkosähköteollisuuden sektoreilla tuovat aktiivisesti markkinoille 1500 V järjestelmätuotteita.Miksi "1500V" mainitaan yhä useammin?Onko 1500 V:n aurinkosähköjärjestelmien aikakausi todella tulossa?

Korkeat sähköntuotantokustannukset ovat pitkään olleet yksi tärkeimmistä aurinkosähköteollisuuden kehitystä rajoittavista syistä.Kuinka vähentää aurinkosähköjärjestelmien kilowattituntikohtaisia ​​kustannuksia ja parantaa sähköntuotannon tehokkuuttaon tullut aurinkosähköteollisuuden ydinkysymys.1500 V ja vielä korkeammat järjestelmät tarkoittavat alhaisempia järjestelmäkustannuksia.Komponentit, kuten aurinkosähkömoduulit ja DC-kytkimet, erityisesti invertterit, ovat erittäin tärkeitä.

1500 V aurinkosähköinvertterin edut

Lisäämällä tulojännitettä voidaan jokaisen merkkijonon pituutta kasvattaa 50 %, mikä voi vähentää invertteriin kytkettyjen DC-kaapeleiden määrää ja yhdistelmäkoteloinvertterien määrää.Samaan aikaan yhdysrasiat, invertterit, muuntajat jne. Sähkölaitteiden tehotiheys kasvaa, volyymi vähenee ja myös kuljetuksen ja huollon työmäärä vähenee, mikä on omiaan alentamaan aurinkosähkön kustannuksia. järjestelmät.

Nostamalla lähtöpuolen jännitettä voidaan lisätä invertterin tehotiheyttä.Samalla virtatasolla teho voidaan lähes kaksinkertaistaa.Korkeampi tulo- ja lähtöjännitetaso voi vähentää järjestelmän tasavirtakaapelin häviötä ja muuntajan häviötä, mikä lisää sähköntuotannon tehokkuutta.

1500V aurinkosähköinvertterin valinta

Sähköisestä näkökulmasta 1500 V:n täyttäminen on suhteellisen yksinkertaisempaa kuin 1500 V:n tekniikan läpimurto moduulituotteille.Loppujen lopuksi kaikki edellä mainitut tuotteet on kehitetty kypsästä teollisuudesta tukemaan aurinkosähköä.Kun otetaan huomioon 1500 VDC metro, vetoauton invertterit, teholaitteet eivät tule valintaongelmaksi, mukaan lukien Mitsubishi, Infineon jne. ovat teholaitteita yli 2000 V, kondensaattoreita voidaan kytkeä sarjaan jännitetason nostamiseksi, ja nyt Projoy jne. 1500 V:n kytkimen lanseerauksen myötä useat komponenttivalmistajat JA Solar, Canadian Solar ja Trina ovat kaikki lanseeraneet 1500 V komponentteja.Koko invertterijärjestelmän valinta ei ole ongelma.

Akkupaneelin näkökulmasta 1000 V:n jännitteelle käytetään yleisesti 22 paneelin sarjaa ja 1500 V järjestelmän paneelijonon tulisi olla noin 33. Komponenttien lämpötilaominaisuuksien mukaan suurin tehopisteen jännite on noin 26 -37V.Merkkijonokomponenttien MPP-jännitealue tulee olemaan noin 850-1220V ja alin AC-puolelle muunnettu jännite on 810/1.414=601V.Kun otetaan huomioon 10 % vaihtelu ja varhainen aamu ja yö, suoja ja muut tekijät, se määritellään yleensä noin 450-550.Jos virta on liian pieni, virta on liian suuri ja lämpö liian suuri.Keskitetyn invertterin tapauksessa lähtöjännite on noin 300 V ja virta on noin 1000 A 1000 VDC:llä ja lähtöjännite 540 V 1500 VDC:llä ja lähtövirta noin 1100 A.Ero ei ole suuri, joten laitevalinnan virtataso ei ole liian erilainen, mutta jännitetasoa nostetaan.Seuraavassa käsitellään lähtöpuolen jännitettä 540 V:na.

1500 V aurinkoinvertterin käyttö aurinkosähkövoimalassa

Suuren mittakaavan maavoimaloissa maavoimalaitokset ovat puhtaasti verkkoon kytkettyjä inverttereitä, ja pääasialliset käytetyt invertterit ovat keskitettyjä, hajautettuja ja suuritehoisia merkkijonoinverttereitä.Käytettäessä 1500 V:n järjestelmää DC-linjahäviö pienenee, myös invertterin hyötysuhde kasvaa.Koko järjestelmän hyötysuhteen odotetaan kasvavan 1,5–2 %, koska invertterin lähtöpuolelle tulee porrasmuuntaja, joka nostaa keskitetysti jännitettä siirtämään tehoa verkkoon ilman suuria muutoksia järjestelmäsuunnitelmaan.

Otetaan esimerkkinä 1 MW:n projekti (jokainen merkkijono on 250 W:n moduuleja)