Pode o sistema de 1500 V reducir de forma efectiva o custo por quilovatio-hora do sistema fotovoltaico?

Independentemente do estranxeiro ou do país, a proporción de aplicación do sistema de 1500V está aumentando.Segundo as estatísticas de IHS, en 2018, a aplicación de 1500V en grandes centrais eléctricas terrestres estranxeiras superou o 50%;segundo as estatísticas preliminares, entre o terceiro lote de favoritos en 2018, a proporción de aplicación de 1500V estaba entre o 15% e o 20%.Pode o sistema de 1500 V reducir de forma efectiva o custo por quilovatio-hora do proxecto?Este traballo fai unha análise comparativa da economía dos dous niveis de tensión mediante cálculos teóricos e datos de casos reais.

1. Plan básico de deseño

Para analizar o nivel de custo do sistema de 1500V, adóptase un esquema de deseño convencional e o custo do sistema tradicional de 1000V compárase segundo a cantidade de enxeñaría.

Premisa de cálculo

(1) Central eléctrica terrestre, terreo plano, a capacidade instalada non está restrinxida pola superficie terrestre;

(2) Considerarase a temperatura extremadamente alta e extremadamente baixa do lugar do proxecto segundo 40 ℃ e -20 ℃.

(3) Oparámetros clave de compoñentes e inversores seleccionadosson as seguintes.

Estrutura de investimento do sistema 1500V

A través da análise comparativa, comprobouse que, en comparación co sistema tradicional de 1000 V, o sistema de 1500 V aforra uns 0,1 yuan/W de custo do sistema.

3. O impacto de 1500V na xeración de enerxía

Premisa de cálculo:

Usando o mesmo módulo, non haberá diferenzas na xeración de enerxía debido ás diferenzas do módulo;supoñendo un terreo plano, non haberá oclusión de sombras debido aos cambios da topografía.
A diferenza na xeración de enerxía baséase principalmente en dous factores:a perda de falta de coincidencia entre o módulo e a cadea, a perda de liña de CC e a perda de liña de CA.

1. Perda de falta de coincidencia entre compoñentes e cordas O número de compoñentes en serie nunha única rama aumentou de 22 a 34. Debido á desviación de potencia de ± 3 W entre os diferentes compoñentes, a perda de potencia entre os compoñentes do sistema de 1500 V aumentará, pero non hai cálculos cuantitativos. pódese facer.O número de canles de acceso dun único inversor aumentou de 12 a 18, pero o número de canles de seguimento MPPT do inversor aumentou de 6 a 9 para garantir que 2 ramas correspondan a 1 MPPT.Polo tanto, entre cadeas A perda de MPPT non aumentará.

2. Fórmula de cálculo para perdas de liña CC e CA: Q perda=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Táboa de cálculo de perdas de liña de CC: relación de perdas de liña de CC dunha única rama

A través dos cálculos teóricos anteriores, atópase que a perda da liña de CC do sistema de 1500 V é 0,765 veces a do sistema de 1000 V, o que equivale a unha redución do 23,5% da perda da liña de CC.

Táboa de cálculo de perdas de liña de CA: relación de perdas de liña de CA dun único inversor

A través dos cálculos teóricos anteriores, atópase que a perda da liña de CC do sistema de 1500V é 0,263 veces a do sistema de 1000V, o que equivale a unha redución do 73,7% da perda da liña de CA.

3. Datos do caso reais Dado que a perda de desajuste entre compoñentes non se pode calcular cuantitativamente e o ambiente real é máis responsable, utilízase o caso real para unha explicación adicional.Este artigo utiliza os datos reais de xeración de enerxía do terceiro lote dun proxecto líder, e o tempo de recollida de datos é de maio a xuño de 2019, un total de 2 meses de datos.

Comparación da xeración de enerxía entre sistemas de 1000V e 1500V

A partir da táboa anterior, pódese comprobar que no mesmo lugar do proxecto, utilizando os mesmos compoñentes, produtos dos fabricantes de inversores e o mesmo método de instalación de soportes, durante o período de maio a xuño de 2019, as horas de xeración de enerxía do sistema de 1500 V. son un 1,55% máis altos que os do sistema de 1000V.Pódese ver que aínda que o aumento do número de compoñentes dunha soa corda aumentará a perda de desaxuste entre os compoñentes, pode reducir a perda de liña de CC nun 23,5% e a perda de liña de CA nun 73,7%.O sistema de 1500 V pode aumentar a xeración de enerxía do proxecto.

4. Análise exhaustiva

A través da análise anterior, pódese comprobar que o sistema de 1500 V é comparado co sistema tradicional de 1000 V:

1) Podeaforrar uns 0,1 yuan/W de custo do sistema;

2) Aínda que o aumento do número de compoñentes de corda única aumentará a perda de falta de coincidencia entre os compoñentes, pode reducir aproximadamente un 23,5% da perda da liña de CC e un 73,7% da perda da liña de CA, eo sistema de 1500V aumentará a xeración de enerxía do proxecto.Polo tanto, o custo da electricidade pódese reducir ata certo punto.Segundo Dong Xiaoqing, decano do Instituto de Enxeñaría Enerxética de Hebei, máis do 50% dos plans de deseño de proxectos fotovoltaicos terrestres completados polo instituto este ano seleccionaron 1500V;espérase que a participación de 1500V nas centrais eléctricas terrestres a nivel nacional en 2019 chegue ao redor do 35%;aumentará aínda máis en 2020. A organización de consultoría de renome internacional IHS Markit deu unha previsión máis optimista.No seu informe de análise do mercado fotovoltaico global de 1500 V, sinalaron que a escala global da central fotovoltaica de 1500 V superará os 100 GW nos próximos dous anos.

Previsión da proporción de 1500V nas centrais eléctricas terrestres globais

Sen dúbida, a medida que a industria fotovoltaica global acelere o proceso de subvención e a persecución extrema do custo da electricidade, 1500V como solución técnica que pode reducir o custo da electricidade aplicarase cada vez máis.

O almacenamento de enerxía de 1500 V converterase no futuro

En xullo de 2014, o inversor do sistema SMA 1500V aplicouse no proxecto fotovoltaico de 3,2 MW no Parque Industrial de Kassel, Alemaña.

En setembro de 2014, os módulos fotovoltaicos de dobre vidro de Trina Solar recibiron o primeiro certificado PID de 1500 V emitido por TUV Rheinland en China.

En novembro de 2014, Longma Technology completou o desenvolvemento do sistema DC1500V.

En abril de 2015, o Grupo TUV Rheinland celebrou o seminario 2015 "Certificación de módulos fotovoltaicos/partes 1500V".

En xuño de 2015, Projoy lanzou a serie PEDS de interruptores fotovoltaicos de CC para sistemas fotovoltaicos de 1500 V.

En xullo de 2015, Yingli Company anunciou o desenvolvemento dun conxunto de marco de aluminio cunha tensión máxima do sistema de 1500 voltios, especialmente para centrais eléctricas terrestres.

……

Os fabricantes de todos os sectores da industria fotovoltaica están lanzando activamente produtos do sistema de 1500 V.Por que se menciona "1500V" cada vez con máis frecuencia?¿Está chegando realmente a era dos sistemas fotovoltaicos de 1500 V?

Durante moito tempo, os altos custos de xeración de enerxía foron unha das principais razóns que restrinxiron o desenvolvemento da industria fotovoltaica.Como reducir o custo por quilovatio-hora dos sistemas fotovoltaicos e mellorar a eficiencia da xeración de enerxíaconverteuse no tema central da industria fotovoltaica.Os sistemas de 1500 V e aínda máis altos significan custos máis baixos do sistema.Os compoñentes como os módulos fotovoltaicos e os interruptores de CC, especialmente os inversores, xogan un papel fundamental.

Vantaxes do inversor fotovoltaico de 1500 V

Ao aumentar a tensión de entrada, a lonxitude de cada cadea pódese aumentar nun 50%, o que pode reducir o número de cables de CC conectados ao inversor e o número de inversores da caixa combinadora.Ao mesmo tempo, caixas combinadoras, inversores, transformadores, etc. Aumenta a densidade de potencia dos equipos eléctricos, redúcese o volume e tamén se reduce a carga de traballo de transporte e mantemento, o que favorece a redución do custo da fotovoltaica. sistemas.

Ao aumentar a tensión do lado de saída, pódese aumentar a densidade de potencia do inversor.Baixo o mesmo nivel actual, a potencia pódese case duplicar.Un maior nivel de tensión de entrada e saída pode reducir a perda do cable de CC do sistema e a perda do transformador, aumentando así a eficiencia de xeración de enerxía.

Selección de inversor fotovoltaico 1500V

Desde unha perspectiva eléctrica, cumprir 1500 V é relativamente máis sinxelo que atravesar a tecnoloxía de 1500 V para produtos de módulo.Despois de todo, todos os produtos mencionados anteriormente desenvólvense a partir dunha industria madura para soportar a fotovoltaica.Tendo en conta que o metro de 1500VDC, os inversores de vehículos de tracción, os dispositivos de alimentación non se converterán nun problema de selección, incluíndo Mitsubishi, Infineon, etc., teñen dispositivos de alimentación superiores a 2000V, os condensadores pódense conectar en serie para aumentar o nivel de tensión, e agora por Projoy, etc. Co lanzamento do interruptor de 1500 V, varios fabricantes de compoñentes, JA Solar, Canadian Solar e Trina lanzaron todos os compoñentes de 1500 V.A selección de todo o sistema inversor non será un problema.

Desde a perspectiva do panel da batería, úsase habitualmente unha cadea de 22 paneis para 1000 V, e unha cadea de paneis para o sistema de 1500 V debe ser duns 33. Segundo as características de temperatura dos compoñentes, a tensión máxima do punto de potencia será de aproximadamente 26. -37V.O rango de tensión MPP dos compoñentes da corda será de aproximadamente 850-1220 V, e a tensión máis baixa convertida no lado de CA é 810/1,414 = 601 V.Tendo en conta a flutuación do 10% e as primeiras horas da mañá e da noite, o abrigo e outros factores, xeralmente definirase nuns 450-550.Se a corrente é demasiado baixa, a corrente será demasiado grande e a calor será demasiado grande.No caso dun inversor centralizado, a tensión de saída é de aproximadamente 300 V e a corrente de aproximadamente 1000 A a 1000 VDC, e a tensión de saída é de 540 V a 1500 VDC e a corrente de saída é de aproximadamente 1100 A.A diferenza non é grande, polo que o nivel actual da selección do dispositivo non será demasiado diferente, pero o nivel de tensión aumenta.A continuación analizarase a tensión do lado de saída como 540 V.

Aplicación de inversor solar 1500V en central fotovoltaica

Para as centrais eléctricas terrestres a gran escala, as centrais terrestres son puros inversores conectados á rede, e os principais inversores utilizados son inversores de cadea centralizados, distribuídos e de alta potencia.Cando se usa un sistema de 1500 V, a perda da liña DC diminuirá, a eficiencia do inversor tamén aumentará.Espérase que a eficiencia de todo o sistema aumente nun 1,5% -2%, porque haberá un transformador elevador no lado de saída do inversor para aumentar centralmente a tensión para transmitir a enerxía á rede sen necesidade de maior. cambios no plan do sistema.

Tome un proxecto de 1 MW como exemplo (cada cadea é de módulos de 250 W)