Ar 1500 V sistema gali veiksmingai sumažinti fotovoltinės sistemos kilovatvalandės kainą?

Nepriklausomai nuo užsienio ar vidaus, 1500 V sistemos pritaikymo dalis didėja.Pagal IHS statistiką, 2018 metais 1500V pritaikymas užsienio didelėse antžeminėse elektrinėse viršijo 50 proc.;pagal preliminarią statistiką, tarp trečiosios 2018 m. pirmaujančiųjų partijos 1500 V įtampa buvo nuo 15% iki 20%.Ar 1500 V sistema gali veiksmingai sumažinti projekto kilovatvalandės sąnaudas?Šiame darbe atliekama lyginamoji dviejų įtampos lygių ekonominė analizė, naudojant teorinius skaičiavimus ir faktinius atvejo duomenis.

1. Pagrindinis projektavimo planas

Norint išanalizuoti 1500 V sistemos sąnaudų lygį, imamasi įprastinės projektavimo schemos, o tradicinės 1000 V sistemos savikaina lyginama pagal inžinerinį kiekį.

Skaičiavimo prielaida

(1) Antžeminė elektrinė, lygus reljefas, instaliuota galia nėra ribojama žemės ploto;

(2) Projekto vietos itin aukšta ir itin žema temperatūra turi būti vertinama pagal 40 ℃ ir -20 ℃.

(3)pagrindiniai pasirinktų komponentų ir keitiklių parametraiyra tokie.

1500V sistemos investicinė struktūra

Atlikus lyginamąją analizę, nustatyta, kad, palyginti su tradicine 1000 V sistema, 1500 V sistema sutaupo apie 0,1 juanio/W sistemos sąnaudų.

3. 1500V įtaka elektros gamybai

Skaičiavimo prielaida:

Naudojant tą patį modulį, dėl modulių skirtumų energijos generavimas nesiskiria;Darant prielaidą, kad reljefas lygus, dėl topografinių pokyčių nebus šešėlio užkimimo.
Energijos gamybos skirtumas daugiausia priklauso nuo dviejų veiksnių:neatitikimo praradimas tarp modulio ir eilutės, nuolatinės srovės linijos praradimas ir kintamosios srovės linijos praradimas.

1. Komponentų ir eilučių neatitikimo nuostoliai Serijinių komponentų skaičius vienoje šakoje padidintas nuo 22 iki 34. Dėl ±3W galios nuokrypio tarp skirtingų komponentų padidės galios nuostoliai tarp 1500V sistemos komponentų, tačiau nėra kiekybinių skaičiavimų. gali būti padaryta.Vieno keitiklio prieigos kanalų skaičius padidintas nuo 12 iki 18, tačiau keitiklio MPPT sekimo kanalų skaičius padidintas nuo 6 iki 9, siekiant užtikrinti, kad 2 atšakos atitiktų 1 MPPT.Todėl tarp eilučių MPPT nuostoliai nepadidės.

2. Nuolatinės ir kintamosios srovės linijų nuostolių apskaičiavimo formulė: Q nuostoliai=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Nuolatinės srovės linijos nuostolių skaičiavimo lentelė: vienos šakos nuolatinės srovės linijos nuostolių santykis

Atlikus aukščiau pateiktus teorinius skaičiavimus, nustatyta, kad 1500 V sistemos nuolatinės srovės linijos nuostoliai yra 0,765 karto didesni nei 1000 V sistemos, o tai atitinka 23,5 % nuolatinės srovės linijos nuostolių sumažėjimą.

AC linijos nuostolių skaičiavimo lentelė: vieno keitiklio kintamosios srovės linijos nuostolių santykis

Atlikus aukščiau pateiktus teorinius skaičiavimus, nustatyta, kad 1500 V sistemos nuolatinės srovės linijos nuostoliai yra 0,263 karto didesni nei 1000 V sistemos, o tai atitinka 73,7 % kintamosios srovės linijos nuostolių sumažėjimą.

3. Faktiniai atvejo duomenys Kadangi komponentų neatitikimo nuostolių negalima apskaičiuoti kiekybiškai, o tikroji aplinka yra atsakingesnė, tolesniam paaiškinimui naudojamas tikrasis atvejis.Šiame straipsnyje naudojami faktiniai trečiosios pirmaujančio projekto partijos energijos gamybos duomenys, o duomenų rinkimo laikas yra nuo 2019 m. gegužės iki birželio, iš viso 2 mėnesių duomenys.

Energijos gamybos tarp 1000 V ir 1500 V sistemų palyginimas

Iš pateiktos lentelės matyti, kad toje pačioje projekto vietoje, naudojant tuos pačius komponentus, keitiklių gamintojų gaminius ir tą patį laikiklio montavimo būdą, laikotarpiu nuo 2019 m. gegužės iki birželio mėn., 1500 V sistemos elektros gamybos valandos. yra 1,55 % didesnės nei 1000 V sistemos.Matyti, kad nors vienos eilutės komponentų skaičiaus padidėjimas padidins komponentų neatitikimo nuostolius, tai gali sumažinti nuolatinės srovės linijos nuostolius apie 23,5%, o kintamosios srovės linijos nuostolius - apie 73,7%.1500 V sistema gali padidinti projekto energijos gamybą.

4. Išsami analizė

Atlikus ankstesnę analizę, galima nustatyti, kad 1500 V sistema lyginama su tradicine 1000 V sistema:

1) Galisutaupyti apie 0,1 juanio/W sistemos sąnaudų;

2) Nors vienos eilutės komponentų skaičiaus padidėjimas padidins komponentų neatitikimo nuostolius, jis gali sumažinti apie 23,5% nuolatinės srovės linijos nuostolių ir apie 73,7% kintamosios srovės linijos nuostolių ir1500 V sistema padidins projekto elektros energijos gamybą.Todėl elektros kaina gali būti sumažinta iki tam tikro lygio.Pasak Hebėjaus energetikos inžinerijos instituto dekano Dong Xiaoqing, daugiau nei 50% šiais metais instituto parengtų žemės fotovoltinių projektų projektavimo planų pasirinkta 1500 V;tikimasi, kad 1500 V dalis antžeminėse elektrinėse visoje šalyje 2019 metais sieks apie 35%;ji dar didės 2020 m. Tarptautiniu mastu žinoma konsultacinė organizacija IHS Markit pateikė optimistiškesnę prognozę.Savo 1500 V pasaulinės fotovoltinės rinkos analizės ataskaitoje jie nurodė, kad pasaulinė 1500 V fotovoltinės elektrinės mastas per ateinančius dvejus metus viršys 100 GW.

1500 V dalies pasaulinėse antžeminėse elektrinėse prognozė

Neabejotina, kad pasaulinei fotoelektros pramonei spartinant subsidijavimo procesą ir ekstremalų elektros kainos siekimą, 1500 V kaip techninis sprendimas, galintis sumažinti elektros kainą, bus vis labiau taikomas.

1500 V energijos kaupimas ateityje taps įprastas

2014 m. liepos mėn. SMA 1500V sistemos inverteris buvo pritaikytas 3,2 MW fotovoltinės energijos projekte Kaselio pramonės parke, Vokietijoje.

2014 m. rugsėjį „Trina Solar“ dvigubo stiklo fotovoltiniai moduliai gavo pirmąjį 1500 V PID sertifikatą, išduotą TUV Rheinland Kinijoje.

2014 m. lapkritį „Longma Technology“ baigė kurti DC1500V sistemą.

2015 m. balandžio mėn. TUV Rheinland grupė surengė 2015 m. seminarą „Fotovoltinių modulių / dalių 1500 V sertifikavimas“.

2015 m. birželį „Projoy“ pristatė seriją PEDS fotovoltinių nuolatinės srovės jungiklių, skirtų 1500 V fotovoltinėms sistemoms.

2015 m. liepos mėn. „Yingli Company“ paskelbė apie aliuminio rėmo agregato, kurio maksimali sistemos įtampa yra 1500 voltų, kūrimą, specialiai antžeminėms elektrinėms.

……

Gamintojai visuose fotovoltinės pramonės sektoriuose aktyviai pristato 1500 V sistemos gaminius.Kodėl „1500V“ minimas vis dažniau?Ar tikrai ateina 1500 V fotovoltinių sistemų era?

Ilgą laiką didelės energijos gamybos sąnaudos buvo viena iš pagrindinių priežasčių, ribojančių fotovoltinės pramonės plėtrą.Kaip sumažinti fotovoltinių sistemų kilovatvalandės kainą ir pagerinti energijos gamybos efektyvumątapo pagrindine fotovoltinės pramonės problema.1500 V ir dar aukštesnės sistemos reiškia mažesnes sistemos sąnaudas.Komponentai, tokie kaip fotovoltiniai moduliai ir nuolatinės srovės jungikliai, ypač inverteriai, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį.

1500 V fotovoltinio keitiklio privalumai

Padidinus įėjimo įtampą, kiekvienos eilutės ilgis gali būti padidintas 50%, o tai gali sumažinti nuolatinės srovės kabelių, prijungtų prie keitiklio, skaičių ir kombinatoriaus dėžės keitiklių skaičių.Tuo pačiu metu kombainų dėžės, inverteriai, transformatoriai ir kt. Padidėja elektros įrenginių galios tankis, sumažinamas tūris, taip pat sumažėja transportavimo ir priežiūros darbo krūvis, o tai padeda sumažinti fotovoltinės energijos sąnaudas. sistemos.

Padidinus išėjimo pusės įtampą, galima padidinti keitiklio galios tankį.Esant tokiam pat srovės lygiui, galia gali būti beveik padvigubinta.Didesnis įėjimo ir išėjimo įtampos lygis gali sumažinti sistemos nuolatinės srovės kabelio ir transformatoriaus praradimą, taip padidindamas energijos gamybos efektyvumą.

1500V fotovoltinio keitiklio pasirinkimas

Žvelgiant iš elektros perspektyvos, pasiekti 1500 V įtampą yra santykinai paprastesnė, nei pralaužti 1500 V technologiją moduliniams gaminiams.Galų gale, visi aukščiau paminėti produktai yra sukurti iš brandžios pramonės, kad palaikytų fotoelektrą.Atsižvelgiant į 1500 V DC metro, traukos transporto priemonių inverteriai, maitinimo įrenginiai netaps pasirinkimo problema, įskaitant Mitsubishi, Infineon ir kt. turi galios įrenginius virš 2000 V, kondensatorius galima jungti nuosekliai, kad padidėtų įtampos lygis, o dabar Projoy ir kt. Pradėjus naudoti 1500 V jungiklį, įvairūs komponentų gamintojai „JA Solar“, „Canadian Solar“ ir „Trina“ pristatė 1500 V komponentus.Visos keitiklio sistemos pasirinkimas nesukels problemų.

Akumuliatoriaus skydelio požiūriu, 1000 V įtampai paprastai naudojama 22 plokščių eilutė, o 1500 V sistemos plokščių eilutė turėtų būti apie 33. Atsižvelgiant į komponentų temperatūros charakteristikas, maksimali maitinimo taško įtampa bus apie 26 -37V.Styginių komponentų MPP įtampos diapazonas bus apie 850-1220V, o žemiausia įtampa konvertuota į kintamosios srovės pusę yra 810/1.414=601V.Atsižvelgiant į 10% svyravimą ir ankstyvą rytą ir naktį, pastogę ir kitus veiksnius, jis paprastai bus apibrėžiamas maždaug 450–550.Jei srovė per maža, srovė bus per didelė, o šiluma – per didelė.Centralizuoto keitiklio atveju išėjimo įtampa yra apie 300 V, o srovė yra apie 1000 A esant 1000 VDC, o išėjimo įtampa yra 540 V prie 1500 VDC, o išėjimo srovė yra apie 1100 A.Skirtumas nėra didelis, todėl įrenginio pasirinkimo srovės lygis per daug nesiskiria, tačiau įtampos lygis yra padidintas.Toliau bus aptarta išėjimo pusės įtampa kaip 540 V.

1500 V saulės keitiklio taikymas fotovoltinėje elektrinėje

Didelės apimties antžeminėms elektrinėms antžeminės elektrinės yra grynai prie tinklo prijungti keitikliai, o pagrindiniai naudojami centralizuoti, paskirstyti ir didelės galios styginiai keitikliai.Kai naudojama 1500 V sistema, nuolatinės srovės linijos nuostoliai bus Sumažėję, padidės ir keitiklio efektyvumas.Tikimasi, kad visos sistemos efektyvumas padidės 1,5–2%, nes keitiklio išėjimo pusėje bus pakopinis transformatorius, kuris centralizuotai padidins įtampą, kad energija būtų perduodama į tinklą, nereikalaujant pagrindinių sistemos plano pakeitimai.

Kaip pavyzdį paimkite 1 MW projektą (kiekviena eilutė yra 250 W moduliai)