Az 1500 V-os rendszer hatékonyan csökkentheti a fotovoltaikus rendszer kilowattóránkénti költségét?

Függetlenül attól, hogy külföldi vagy hazai, az 1500 V-os rendszer alkalmazási aránya növekszik.Az IHS statisztikái szerint 2018-ban a külföldi nagy földi erőművekben az 1500 V-os feszültség alkalmazása meghaladta az 50%-ot;Az előzetes statisztikák szerint 2018-ban a harmadik számú éllovas között az 1500V alkalmazási aránya 15% és 20% között mozgott.Az 1500 V-os rendszer hatékonyan csökkentheti a projekt kilowattóránkénti költségét?Ez a cikk a két feszültségszint gazdaságosságának összehasonlító elemzését végezte el elméleti számításokon és tényleges eseti adatokon keresztül.

1. Alapvető tervezési terv

Az 1500 V-os rendszer költségszintjének elemzéséhez egy hagyományos tervezési sémát alkalmazunk, és a hagyományos 1000 V-os rendszer költségét a mérnöki mennyiség alapján hasonlítjuk össze.

Számítási előfeltétel

(1) Földi erőmű, sík terepen, a beépített kapacitást földterület nem korlátozza;

(2) A projekt helyszínének szélsőségesen magas hőmérsékletét és rendkívül alacsony hőmérsékletét 40 ℃ és -20 ℃ szerint kell figyelembe venni.

(3) Aza kiválasztott alkatrészek és inverterek legfontosabb paramétereia következő.

1500V-os rendszer beruházási szerkezete

Az összehasonlító elemzés során kiderült, hogy a hagyományos 1000 V-os rendszerhez képest az 1500 V-os rendszer körülbelül 0,1 jüan/W rendszerköltséget takarít meg.

3. 1500V hatása az energiatermelésre

Számítási feltétel:

Ugyanazt a modult használva nem lesz különbség az áramtermelésben a modulkülönbségek miatt;sík terepet feltételezve a domborzatváltozások miatt nem lesz árnyékelzáródás.
Az energiatermelés különbsége alapvetően két tényezőn alapul:a modul és a karakterlánc közötti nem illesztési veszteség, az egyenáramú vonalvesztés és az AC vonalvesztés.

1. Nem illesztési veszteség a komponensek és a karakterláncok között Az egy ágban lévő soros komponensek száma 22-ről 34-re nőtt. A különböző komponensek közötti ±3W teljesítményeltérés miatt az 1500V-os rendszerelemek közötti teljesítményveszteség megnő, de nincs mennyiségi számítás elkészíthető.Egyetlen inverter hozzáférési csatornáinak száma 12-ről 18-ra nőtt, de az inverter MPPT nyomkövető csatornáinak száma 6-ról 9-re nőtt, hogy 2 elágazás 1 MPPT-nek feleljen meg.Ezért a karakterláncok között Az MPPT veszteség nem fog növekedni.

2. Egyenáramú és váltakozó áramú vezetékveszteség számítási képlete: Q veszteség=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Egyenáramú vezetékveszteség számítási táblázat: Egyetlen ág egyenáramú vezetékveszteség aránya

A fenti elméleti számítások révén azt találtuk, hogy az 1500 V-os rendszer egyenáramú vonali vesztesége 0,765-szöröse az 1000 V-os rendszerének, ami 23,5%-os DC vezetékveszteség-csökkenésnek felel meg.

AC vonali veszteség számítási táblázat: Egyetlen inverter váltakozó áramú vonali veszteségaránya

A fenti elméleti számítások alapján azt találtuk, hogy az 1500 V-os rendszer egyenáramú vezetékvesztesége 0,263-szorosa az 1000 V-os rendszerének, ami az AC vezetékveszteség 73,7%-os csökkenésének felel meg.

3. Valós esetadatok Mivel a komponensek közötti eltérési veszteséget nem lehet mennyiségileg kiszámítani, és a tényleges környezet felelősebb, a további magyarázathoz a tényleges esetet használjuk.Ez a cikk egy élvonalbeli projekt harmadik tételének tényleges áramtermelési adatait használja, és az adatgyűjtés ideje 2019 májusától júniusig tart, összesen 2 hónapnyi adat.

Az 1000 V-os és 1500 V-os rendszerek energiatermelésének összehasonlítása

A fenti táblázatból megállapítható, hogy ugyanazon a projekthelyen, azonos alkatrészekkel, invertergyártók termékeivel, azonos konzolos beépítési móddal 2019 májusától júniusig terjedő időszakban az 1500V-os rendszer áramtermelési órái 1,55%-kal magasabbak, mint az 1000 V-os rendszeré.Látható, hogy bár az egyszálú komponensek számának növekedése növeli a komponensek közötti eltérési veszteséget, az egyenáramú vezeték veszteségét körülbelül 23,5%-kal, a váltakozó áramú vezetékveszteséget pedig körülbelül 73,7%-kal csökkentheti.Az 1500 V-os rendszer növelheti a projekt energiatermelését.

4. Átfogó elemzés

Az előző elemzés alapján megállapítható, hogy az 1500 V-os rendszert összehasonlítjuk a hagyományos 1000 V-os rendszerrel:

1) Lehetkörülbelül 0,1 jüan/W rendszerköltség megtakarítása;

2) Habár az egyszálú komponensek számának növekedése növeli az összetevők közötti eltérési veszteséget, az egyenáramú vonali veszteséget körülbelül 23,5%-kal, a váltakozó áramú vezetékveszteséget pedig körülbelül 73,7%-kal csökkentheti, ésaz 1500 V-os rendszer növeli a projekt energiatermelését.Ezért az áram költsége bizonyos mértékig csökkenthető.Dong Xiaoqing, a Hebei Energy Engineering Institute dékánja szerint az intézet által idén elkészült földi fotovoltaikus projekttervek több mint 50%-a 1500 V-ot választott;várhatóan 2019-ben országszerte az 1500 V-os részarány a földi erőművekben eléri a 35%-ot;2020-ban tovább fog növekedni. A nemzetközileg elismert tanácsadó szervezet, az IHS Markit optimistább előrejelzést adott.Az 1500 V-os globális fotovoltaikus piacelemzési jelentésükben rámutattak, hogy a globális 1500 V-os fotovoltaikus erőművek mérete a következő két évben meghaladja majd a 100 GW-ot.

Az 1500 V feszültség arányának előrejelzése a globális földi erőművekben

Kétségtelen, hogy ahogy a globális fotovoltaikus ipar felgyorsítja a támogatási folyamatot, az áramköltség extrém hajszolását, az 1500V-ot, mint az áram költségét csökkentő műszaki megoldást egyre inkább alkalmazni fogják.

Az 1500 V-os energiatárolás a jövőben általánossá válik

2014 júliusában az SMA 1500V rendszer invertert alkalmazták a 3,2 MW-os fotovoltaikus projektben a Kassel Industrial Parkban, Németországban.

2014 szeptemberében a Trina Solar duplaüvegű fotovoltaikus moduljai megkapták az első 1500 V-os PID tanúsítványt a TUV Rheinland által Kínában.

2014 novemberében a Longma Technology befejezte a DC1500V rendszer fejlesztését.

2015 áprilisában a TÜV Rheinland Csoport megtartotta a 2015-ös „Fényelektromos modulok/alkatrészek 1500V-os tanúsítása” szemináriumot.

2015 júniusában a Projoy piacra dobta a PEDS sorozatú fotovoltaikus egyenáramú kapcsolókat 1500 V-os fotovoltaikus rendszerekhez.

2015 júliusában a Yingli Company bejelentette egy 1500 voltos maximális rendszerfeszültségű alumínium keret-összeállítás kifejlesztését, kifejezetten földi erőművek számára.

……

A gyártók a fotovoltaikus ipar minden ágazatában aktívan dobnak piacra 1500 V-os rendszertermékeket.Miért emlegetik egyre gyakrabban az „1500V”-ot?Valóban jön az 1500 V-os fotovoltaikus rendszerek korszaka?

Hosszú ideig a magas energiatermelési költségek voltak az egyik fő ok, amely korlátozza a fotovoltaikus ipar fejlődését.Hogyan csökkenthető a fotovoltaikus rendszerek kilowattóránkénti költsége és javítható az energiatermelés hatékonyságaa fotovoltaikus ipar központi kérdésévé vált.Az 1500 V-os és még magasabb rendszerek alacsonyabb rendszerköltséget jelentenek.Az olyan alkatrészek, mint a fotovoltaikus modulok és az egyenáramú kapcsolók, különösen az inverterek, létfontosságú szerepet játszanak.

Az 1500 V-os fotovoltaikus inverter előnyei

A bemeneti feszültség növelésével az egyes szálak hossza 50%-kal növelhető, ami csökkentheti az inverterhez csatlakoztatott egyenáramú kábelek számát és a kombinálódobozos inverterek számát.Ugyanakkor a kombinálódobozok, inverterek, transzformátorok stb. Növekszik az elektromos berendezések teljesítménysűrűsége, csökken a térfogata, valamint a szállítási és karbantartási terhelés is csökken, ami elősegíti a fotovoltaikus energia költségének csökkenését rendszerek.

A kimeneti oldali feszültség növelésével az inverter teljesítménysűrűsége növelhető.Ugyanezen áramszint alatt a teljesítmény közel megkétszerezhető.A magasabb bemeneti és kimeneti feszültség csökkentheti a rendszer egyenáramú kábelének és a transzformátor veszteségét, ezáltal növelve az energiatermelés hatékonyságát.

1500V-os fotovoltaikus inverter kiválasztása

Elektromos szempontból az 1500 V-os feszültség elérése viszonylag egyszerűbb, mint az 1500 V-os technológia áttörése a modultermékek esetében.Végül is az összes fent említett terméket egy érett iparágból fejlesztették ki a fotovoltaik támogatására.Tekintettel az 1500 VDC metróra, a vontatójármű inverterek, az erőátviteli eszközök nem válnak kiválasztási problémává, többek között a Mitsubishi, Infineon stb. 2000 V feletti teljesítményűek, a kondenzátorok sorba köthetők a feszültségszint növelése érdekében, és most a Projoy stb. Az 1500 V-os kapcsoló bevezetésével a különböző alkatrészgyártók, a JA Solar, a Canadian Solar és a Trina mind 1500 V-os alkatrészeket dobtak piacra.A teljes inverterrendszer kiválasztása nem okoz gondot.

Az akkumulátorpanel szempontjából egy 22 panelből álló sorozatot általában 1000 V-hoz használnak, az 1500 V-os rendszerben pedig egy panelsort körülbelül 33-nak kell lennie. Az alkatrészek hőmérsékleti jellemzői szerint a maximális teljesítményponti feszültség 26 körül lesz. -37V.A húrkomponensek MPP feszültségtartománya 850-1220V körül lesz, az AC oldalra átszámított legalacsonyabb feszültség pedig 810/1,414=601V.Figyelembe véve a 10%-os ingadozást és a kora reggeli és esti órákat, menedéket és egyéb tényezőket, általában 450-550 körüli értékben határozzák meg.Ha az áram túl alacsony, az áram túl nagy lesz, és a hő túl nagy.Központi inverter esetén a kimeneti feszültség körülbelül 300 V, az áram pedig körülbelül 1000 A 1000 VDC-n, a kimeneti feszültség pedig 540 V 1500 VDC-n, a kimeneti áram pedig körülbelül 1100 A.A különbség nem nagy, így a készülékválasztás áramszintje nem lesz túlságosan eltérő, de a feszültségszintet emelik.A következőkben a kimeneti oldali feszültséget 540 V-ként tárgyaljuk.

1500 V-os szoláris inverter alkalmazása fotovoltaikus erőműben

A nagyméretű földi erőműveknél a földi erőművek tisztán hálózatra kapcsolt inverterek, a fő inverterek pedig központi, elosztott és nagy teljesítményű szálinverterek.1500V-os rendszer használatakor az egyenáramú vezeték vesztesége Csökken, az inverter hatásfoka is nő.A teljes rendszer hatásfoka várhatóan 1,5%-2%-kal fog növekedni, mert az inverter kimeneti oldalán egy lépcsős transzformátor lesz, amely központilag megnöveli a feszültséget, hogy az áramot a hálózatba továbbítsa anélkül, hogy nagy szükség lenne rá. változások a rendszertervben.

Vegyünk példának egy 1 MW-os projektet (mindegyik szál 250 W-os modulból áll)