1500V 시스템이 태양광 발전 시스템의 킬로와트시당 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니까?

국내외를 막론하고 1500V 시스템의 적용 비중이 늘어나고 있다.IHS 통계에 따르면 2018년 해외 대형 지상 발전소의 1500V 적용이 50%를 넘었다.예비 통계에 따르면 2018년 세 번째 선두 주자 중 1500V 적용 비율은 15%에서 20% 사이였습니다.1500V 시스템이 프로젝트의 킬로와트시당 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니까?본 논문에서는 이론적 계산과 실제 사례 데이터를 통해 두 전압 레벨의 경제성을 비교 분석합니다.

1. 기본설계계획

1500V 시스템의 비용 수준을 분석하기 위해 기존 설계 방식을 채택하고 엔지니어링 수량에 따라 기존 1000V 시스템의 비용을 비교합니다.

계산 전제

(1) 지상 발전소, 평탄한 지형, 설치 용량은 토지 면적에 의해 제한되지 않습니다.

(2) 사업현장의 극고온과 극저온은 40℃와 -20℃에 따라 고려되어야 한다.

(3)선택한 구성요소 및 인버터의 주요 매개변수다음과 같다.

1500V 시스템의 투자 구조

비교 분석을 통해 기존 1000V 시스템과 비교하여 1500V 시스템은 시스템 비용을 약 0.1위안/W 절약하는 것으로 나타났습니다.

3. 1500V가 발전에 미치는 영향

계산 전제:

동일한 모듈을 사용하면 모듈 차이로 인한 발전량에 차이가 없습니다.평평한 지형을 가정하면 지형 변화로 인한 그림자 폐색이 발생하지 않습니다.
발전량의 차이는 주로 다음 두 가지 요소에 기초합니다.모듈과 스트링 간의 불일치 손실, DC 라인 손실 및 AC 라인 손실.

1. 구성요소와 스트링 간의 불일치 손실 단일 분기의 직렬 구성요소 수가 22개에서 34개로 증가했습니다. 서로 다른 구성요소 간의 ±3W 전력 편차로 인해 1500V 시스템 구성요소 간의 전력 손실이 증가하지만 정량적 계산은 없습니다. 만들 수 있습니다.단일 인버터의 액세스 채널 수는 12개에서 18개로 증가했지만, 인버터의 MPPT 추적 채널 수는 6개에서 9개로 증가하여 2개의 분기가 1MPPT에 해당하도록 했습니다.따라서 문자열 사이에서 MPPT 손실은 증가하지 않습니다.

2. DC 및 AC 라인 손실 계산식: Q 손실=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

DC 선로 손실 계산표 : 단일 분기의 DC 선로 손실률

위의 이론적 계산을 통해 1500V 시스템의 DC 선로 손실은 1000V 시스템의 0.765배로 DC 선로 손실이 23.5% 감소한 것으로 나타났다.

AC 선로 손실 계산표: 단일 인버터의 AC 선로 손실률

위의 이론적 계산을 통해 1500V 시스템의 DC 선로 손실은 1000V 시스템의 0.263배로 AC 선로 손실의 73.7% 감소에 해당하는 것으로 나타났다.

3. 실제 사례 데이터 구성 요소 간 불일치 손실은 정량적으로 계산할 수 없고 실제 환경의 책임이 더 크기 때문에 자세한 설명은 실제 사례를 사용합니다.본 논문은 선두주자 프로젝트 3차의 실제 발전 데이터를 사용하였으며, 데이터 수집 시기는 2019년 5월부터 6월까지 총 2개월의 데이터이다.

1000V와 1500V 시스템의 발전량 비교

위 표를 보면 동일 프로젝트 현장에서 동일 부품, 인버터 제조사 제품, 동일 브라켓 설치 방식을 사용하여 2019년 5월부터 6월까지 1500V 시스템의 발전시간을 알 수 있다. 1000V 시스템보다 1.55% 더 높습니다.단일 스트링 부품 수가 증가하면 부품 간 불일치 손실이 증가하지만 DC 라인 손실은 약 23.5%, AC 라인 손실은 약 73.7% 감소할 수 있음을 알 수 있습니다.1500V 시스템은 프로젝트의 발전량을 증가시킬 수 있습니다.

4. 종합분석

이전 분석을 통해 1500V 시스템이 기존 1000V 시스템과 비교된다는 것을 알 수 있습니다.

1) 그것은 할 수 있다약 0.1위안/W의 시스템 비용 절감;

2) 단일 스트링 부품 수의 증가로 부품 간 불일치 손실이 증가하지만, DC 라인 손실의 약 23.5%, AC 라인 손실의 약 73.7%를 줄일 수 있으며,1500V 시스템은 프로젝트의 발전량을 증가시킵니다..따라서 전기 비용을 어느 정도 줄일 수 있습니다.허베이 에너지 공학 연구소장 Dong Xiaoqing에 따르면 올해 연구소가 완료한 지상 태양광 프로젝트 설계 계획의 50% 이상이 1500V를 선택했습니다.2019년 전국 지상 발전소의 1500V 점유율은 약 35%에 이를 것으로 예상된다.2020년에는 더욱 늘어날 전망이다. 국제적으로 유명한 컨설팅 기관인 IHS마킷은 좀 더 낙관적인 전망을 내놨다.1500V 글로벌 태양광 시장 분석 보고서에서 그들은 글로벌 1500V 태양광 발전소 규모가 향후 2년 내에 100GW를 초과할 것이라고 지적했습니다.

전 세계 지상 발전소의 1500V 비중 예측

의심할 바 없이, 전 세계 태양광 산업이 보조금 지급 과정을 가속화하고 전기 비용을 극단적으로 추구함에 따라 전기 비용을 절감할 수 있는 기술 솔루션으로 1500V가 점점 더 많이 적용될 것입니다.

1500V 에너지 저장 장치는 미래에 주류가 될 것입니다

2014년 7월 독일 카셀 산업단지의 3.2MW 태양광 프로젝트에 SMA 1500V 시스템의 인버터가 적용됐다.

2014년 9월, Trina Solar의 이중유리 광전지 모듈은 중국 TUV Rheinland에서 발행한 최초의 1500V PID 인증서를 받았습니다.

2014년 11월 Longma Technology는 DC1500V 시스템 개발을 완료했습니다.

2015년 4월, TUV 라인란드 그룹은 2015 “태양광 모듈/부품 1500V 인증” 세미나를 개최했습니다.

2015년 6월, Projoy는 1500V 광전지 시스템용 PEDS 계열 광전지 DC 스위치를 출시했습니다.

2015년 7월 Yingli Company는 특히 지상 발전소용으로 최대 시스템 전압이 1500V인 알루미늄 프레임 어셈블리를 개발한다고 발표했습니다.

……

태양광 산업 전 분야의 제조업체들이 1500V 시스템 제품을 적극적으로 출시하고 있습니다.왜 “1500V”가 점점 더 자주 언급되나요?1500V 태양광발전 시대가 정말 다가오고 있을까?

오랫동안 높은 발전 비용은 태양광 산업 발전을 제한하는 주요 원인 중 하나였습니다.태양광 발전 시스템의 킬로와트시당 비용을 줄이고 발전 효율을 높이는 방법태양광 산업의 핵심 이슈가 되었습니다.1500V 이상의 시스템은 시스템 비용이 더 낮다는 것을 의미합니다.태양광 모듈, DC 스위치, 특히 인버터와 같은 부품은 중요한 역할을 합니다.

1500V 태양광 인버터의 장점

입력 전압을 높이면 각 스트링의 길이를 50% 늘릴 수 있어 인버터에 연결되는 DC 케이블 수와 결합기 박스 인버터 수를 줄일 수 있습니다.동시에, 결합기 상자, 인버터, 변압기 등 전기 장비의 전력 밀도가 증가하고 부피가 감소하며 운송 및 유지 관리 작업량이 감소하여 태양광 비용 절감에 도움이 됩니다. 시스템.

출력측 전압을 높이면 인버터의 전력 밀도를 높일 수 있습니다.동일한 전류 레벨에서 전력은 거의 두 배로 증가할 수 있습니다.입출력 전압 레벨이 높을수록 시스템 DC 케이블의 손실과 변압기의 손실을 줄여 발전 효율을 높일 수 있습니다.

1500V 태양광 인버터 선택

전기적 관점에서 볼 때, 1500V를 충족하는 것은 모듈 제품의 1500V 기술을 돌파하는 것보다 상대적으로 간단합니다.결국 위에서 언급한 모든 제품은 성숙한 산업에서 태양광 발전을 지원하기 위해 개발되었습니다.1500VDC 지하철을 고려하면, 견인차 인버터, 전력 장치는 선택 문제가 되지 않을 것입니다. Mitsubishi, Infineon 등은 2000V 이상의 전력 장치를 갖고 있으며 커패시터를 직렬로 연결하여 전압 레벨을 높일 수 있으며 현재는 Projoy 등에서 사용할 수 있습니다. 1500V 스위치가 출시되면서 다양한 부품 제조업체인 JA Solar, Canadian Solar, Trina가 모두 1500V 부품을 출시했습니다.전체 인버터 시스템을 선택하는 것은 문제가 되지 않습니다.

배터리 패널의 관점에서 볼 때 일반적으로 1000V에는 22개의 패널 스트링이 사용되며, 1500V 시스템의 경우 패널 스트링은 약 33개가 되어야 합니다. 구성 요소의 온도 특성에 따라 최대 전력점 전압은 약 26입니다. -37V.스트링 구성 요소의 MPP 전압 범위는 약 850-1220V이며 AC 측으로 변환된 최저 전압은 810/1.414=601V입니다.10%의 변동폭과 이른 아침과 밤, 대피소 등을 고려하면 일반적으로 450~550 정도로 정의됩니다.전류가 너무 낮으면 전류가 너무 커지고 열도 너무 커집니다.중앙집중형 인버터의 경우 출력전압은 300V 정도, 전류는 1000VDC에서 1000A 정도, 출력전압은 1500VDC에서 540V, 출력전류는 1100A 정도이다.차이가 크지 않으므로 장치 선택의 전류 레벨은 크게 다르지 않지만 전압 레벨이 증가합니다.다음에서는 출력측 전압을 540V로 설명합니다.

태양광 발전소에 1500V 태양광 인버터 적용

대규모 지상 발전소의 경우 지상 발전소는 순수 계통 연결 인버터이며, 사용되는 주요 인버터는 중앙 집중식, 분산형 및 고전력 스트링 인버터입니다.1500V 시스템을 사용하면 DC 라인 손실이 감소하고 인버터의 효율도 증가합니다.전체 시스템의 효율성은 1.5%-2% 증가할 것으로 예상됩니다. 왜냐하면 인버터의 출력 측에 승압 변압기가 있어서 중앙에서 전압을 상승시켜 주요 전력 공급 없이 전력망에 전력을 전달할 것이기 때문입니다. 시스템 계획이 변경되었습니다.

1MW 프로젝트를 예로 들어 보겠습니다(각 스트링은 250W 모듈입니다).