Vai 1500 V sistēma var efektīvi samazināt fotoelektriskās sistēmas izmaksas par kilovatstundu?

Neatkarīgi no ārvalstu vai iekšzemes, 1500 V sistēmas pielietojuma īpatsvars palielinās.Saskaņā ar IHS statistiku 2018. gadā 1500V pielietojums ārvalstu lielajās zemes elektrostacijās pārsniedza 50%;Saskaņā ar provizorisko statistiku 2018. gadā starp trešajām līderu grupām 1500V pielietojuma īpatsvars bija no 15% līdz 20%.Vai 1500 V sistēma var efektīvi samazināt projekta izmaksas par kilovatstundu?Šajā rakstā ir veikta divu sprieguma līmeņu ekonomikas salīdzinoša analīze, izmantojot teorētiskos aprēķinus un faktiskos gadījumu datus.

1. Projektēšanas pamatplāns

Lai analizētu 1500 V sistēmas izmaksu līmeni, tiek pieņemta parastā projektēšanas shēma, un tradicionālās 1000 V sistēmas izmaksas tiek salīdzinātas atbilstoši inženiertehniskajam daudzumam.

Aprēķinu priekšnoteikums

(1) Zemes spēkstacija, līdzens reljefs, uzstādītā jauda nav ierobežota ar zemes platību;

(2) Projekta vietas ārkārtīgi augstā un ārkārtīgi zemā temperatūra jāņem vērā atbilstoši 40℃ un -20℃.

(3)atlasīto komponentu un invertoru galvenie parametriir šādi.

1500V sistēmas investīciju struktūra

Izmantojot salīdzinošo analīzi, ir konstatēts, ka, salīdzinot ar tradicionālo 1000 V sistēmu, 1500 V sistēma ietaupa aptuveni 0,1 juaņa/W no sistēmas izmaksām.

3. 1500V ietekme uz elektroenerģijas ražošanu

Aprēķinu priekšnoteikums:

Izmantojot vienu un to pašu moduli, moduļu atšķirību dēļ nebūs nekādas atšķirības enerģijas ražošanā;pieņemot līdzenu reljefu, topogrāfijas izmaiņu dēļ nebūs ēnu oklūzijas.
Atšķirību elektroenerģijas ražošanā galvenokārt nosaka divi faktori:neatbilstības zudums starp moduli un virkni, līdzstrāvas līnijas zudums un maiņstrāvas līnijas zudums.

1. Nesakritības zudumi starp komponentiem un virknēm Sērijas komponentu skaits vienā atzarā ir palielināts no 22 līdz 34. Sakarā ar ±3W jaudas novirzi starp dažādiem komponentiem, jaudas zudumi starp 1500V sistēmas komponentiem palielināsies, bet Nav kvantitatīvu aprēķinu var izgatavot.Viena invertora piekļuves kanālu skaits palielināts no 12 uz 18, bet invertora MPPT izsekošanas kanālu skaits palielināts no 6 uz 9, lai nodrošinātu 2 atzaru atbilstību 1 MPPT.Tāpēc starp virknēm MPPT zudums nepalielināsies.

2. Līdzstrāvas un maiņstrāvas līnijas zuduma aprēķina formula: Q zudums=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Līdzstrāvas līnijas zudumu aprēķina tabula: viena atzara līdzstrāvas līnijas zudumu attiecība

Izmantojot iepriekš minētos teorētiskos aprēķinus, ir konstatēts, ka 1500 V sistēmas līdzstrāvas līnijas zudums ir 0,765 reizes lielāks nekā 1000 V sistēmai, kas ir līdzvērtīgs līdzstrāvas līnijas zuduma samazinājumam par 23,5%.

Maiņstrāvas līnijas zudumu aprēķina tabula: viena invertora maiņstrāvas līnijas zudumu attiecība

Izmantojot iepriekš minētos teorētiskos aprēķinus, ir konstatēts, ka 1500 V sistēmas līdzstrāvas līnijas zudums ir 0,263 reizes lielāks nekā 1000 V sistēmai, kas ir līdzvērtīgs maiņstrāvas līnijas zuduma samazinājumam par 73,7%.

3. Faktiskie gadījuma dati Tā kā komponentu nesakritības zudumu nevar aprēķināt kvantitatīvi un faktiskā vide ir atbildīgāka, turpmākiem skaidrojumiem tiek izmantots faktiskais gadījums.Šajā rakstā tiek izmantoti vadošā projekta trešās sērijas faktiskie elektroenerģijas ražošanas dati, un datu vākšanas laiks ir no 2019. gada maija līdz jūnijam, kopā 2 mēnešu dati.

Enerģijas ražošanas salīdzinājums starp 1000 V un 1500 V sistēmām

No augstāk esošās tabulas var secināt, ka tajā pašā projekta vietā, izmantojot vienas un tās pašas sastāvdaļas, invertoru ražotāju produktus un vienu un to pašu kronšteinu uzstādīšanas metodi, laika posmā no 2019. gada maija līdz jūnijam 1500 V sistēmas elektroenerģijas ražošanas stundas. ir par 1,55% augstāki nekā 1000 V sistēmai.Var redzēt, ka, lai gan vienas virknes komponentu skaita pieaugums palielinās nesakritības zudumus starp komponentiem, tas var samazināt līdzstrāvas līnijas zudumus par aptuveni 23,5% un maiņstrāvas līnijas zudumu par aptuveni 73,7%.1500 V sistēma var palielināt projekta elektroenerģijas ražošanu.

4. Visaptveroša analīze

Izmantojot iepriekšējo analīzi, var konstatēt, ka 1500 V sistēma tiek salīdzināta ar tradicionālo 1000 V sistēmu:

1) Tā varietaupīt aptuveni 0,1 juaņa/W no sistēmas izmaksām;

2) Lai gan vienas virknes komponentu skaita palielināšanās palielinās nesakritības zudumu starp komponentiem, tas var samazināt līdzstrāvas līnijas zudumu aptuveni par 23,5% un maiņstrāvas līnijas zudumu par aptuveni 73,7%, un1500 V sistēma palielinās projekta elektroenerģijas ražošanu.Līdz ar to elektroenerģijas izmaksas var zināmā mērā samazināt.Saskaņā ar Hebei Enerģētikas inženieru institūta dekāna Dongu Sjaočinu teikto, vairāk nekā 50% no zemes fotoelementu projektu projektēšanas plāniem, ko institūts pabeidzis šogad, ir izvēlējušies 1500 V;sagaidāms, ka 1500 V īpatsvars zemes elektrostacijās visā valstī 2019. gadā sasniegs aptuveni 35%;2020. gadā tas vēl palielināsies. Starptautiski pazīstamā konsultāciju organizācija IHS Markit sniedza optimistiskāku prognozi.Savā 1500 V pasaules fotoelementu tirgus analīzes ziņojumā viņi norādīja, ka pasaules 1500 V fotoelektriskās spēkstacijas mērogs nākamo divu gadu laikā pārsniegs 100 GW.

Prognoze par 1500 V īpatsvaru globālajās zemes elektrostacijās

Neapšaubāmi, tā kā globālā fotoelementu nozare paātrina subsīdiju piešķiršanas procesu un ārkārtēju tiekšanos pēc elektroenerģijas izmaksām, 1500 V kā tehnisks risinājums, kas var samazināt elektroenerģijas izmaksas, tiks izmantots arvien vairāk.

1500 V enerģijas uzglabāšana nākotnē kļūs par galveno

2014. gada jūlijā SMA 1500V sistēmas invertors tika pielietots 3,2 MW fotoelementu projektā Kaseles industriālajā parkā, Vācijā.

2014. gada septembrī Trina Solar dubultstikla fotoelektriskie moduļi saņēma pirmo 1500 V PID sertifikātu, ko izdeva TUV Rheinland Ķīnā.

2014. gada novembrī Longma Technology pabeidza DC1500V sistēmas izstrādi.

2015. gada aprīlī TUV Rheinland grupa rīkoja 2015. gada semināru “Fotoelektrisko moduļu/detaļu 1500V sertifikācija”.

2015. gada jūnijā uzņēmums Projoy laida klajā PEDS fotoelektrisko līdzstrāvas slēdžu sēriju 1500 V fotoelektriskajām sistēmām.

2015. gada jūlijā uzņēmums Yingli paziņoja par alumīnija rāmja komplekta izstrādi ar maksimālo sistēmas spriegumu 1500 volti, īpaši zemes spēkstacijām.

……

Ražotāji visās fotoelektriskās rūpniecības nozarēs aktīvi laiž klajā 1500 V sistēmas produktus.Kāpēc “1500V” tiek pieminēts arvien biežāk?Vai tiešām tuvojas 1500 V fotoelektrisko sistēmu laikmets?

Ilgu laiku augstās elektroenerģijas ražošanas izmaksas ir bijis viens no galvenajiem iemesliem, kas ierobežo fotoelementu nozares attīstību.Kā samazināt fotoelektrisko sistēmu izmaksas par kilovatstundu un uzlabot elektroenerģijas ražošanas efektivitātiir kļuvusi par galveno problēmu fotoelementu nozarē.1500 V un pat augstākas sistēmas nozīmē zemākas sistēmas izmaksas.Būtiska nozīme ir tādiem komponentiem kā fotoelementu moduļi un līdzstrāvas slēdži, īpaši invertori.

1500 V fotoelektriskā invertora priekšrocības

Palielinot ieejas spriegumu, katras virknes garumu var palielināt par 50%, kas var samazināt invertoram pieslēgto līdzstrāvas kabeļu skaitu un kombinētājkārbas invertoru skaitu.Tajā pašā laikā kombinatora kārbas, invertori, transformatori utt. Tiek palielināts elektroiekārtu jaudas blīvums, samazināts apjoms, kā arī tiek samazināta transportēšanas un apkopes slodze, kas veicina fotoelementu izmaksu samazināšanos. sistēmas.

Palielinot izejas sānu spriegumu, var palielināt invertora jaudas blīvumu.Ar tādu pašu pašreizējo līmeni jaudu var gandrīz dubultot.Augstāks ieejas un izejas sprieguma līmenis var samazināt sistēmas līdzstrāvas kabeļa un transformatora zudumus, tādējādi palielinot elektroenerģijas ražošanas efektivitāti.

1500V fotoelektriskā invertora izvēle

No elektriskā viedokļa 1500 V sprieguma nodrošināšana ir salīdzinoši vienkāršāka nekā 1500 V tehnoloģijas izmantošana moduļu izstrādājumiem.Galu galā visi iepriekš minētie produkti ir izstrādāti no nobriedušas nozares, lai atbalstītu fotoelementus.Ņemot vērā 1500 V līdzstrāvas metro, vilces transportlīdzekļu invertori, barošanas ierīces nekļūs par izvēles problēmu, tostarp Mitsubishi, Infineon uc ir barošanas ierīces virs 2000 V, kondensatorus var savienot virknē, lai palielinātu sprieguma līmeni, un tagad ar Projoy utt. Līdz ar 1500 V slēdža palaišanu, dažādi komponentu ražotāji JA Solar, Canadian Solar un Trina ir laiduši klajā 1500 V komponentus.Visas invertora sistēmas izvēle nebūs problēma.

No akumulatora paneļa viedokļa 1000 V spriegumam parasti tiek izmantota 22 paneļu virkne, un 1500 V sistēmai paneļu virknei jābūt aptuveni 33. Saskaņā ar komponentu temperatūras raksturlielumiem maksimālais jaudas punkta spriegums būs aptuveni 26 -37V.Stīgu komponentu MPP sprieguma diapazons būs aptuveni 850–1220 V, un zemākais spriegums, kas pārveidots maiņstrāvas pusē, ir 810/1,414=601 V.Ņemot vērā 10% svārstības un agru rītu un nakti, pajumti un citus faktorus, tas parasti tiks noteikts aptuveni 450-550.Ja strāva ir pārāk zema, strāva būs pārāk liela un siltums būs pārāk liels.Centralizēta invertora gadījumā izejas spriegums ir aptuveni 300 V un strāva ir aptuveni 1000 A pie 1000 V līdzstrāvas, izejas spriegums ir 540 V pie 1500 V līdzstrāvas, un izejas strāva ir aptuveni 1100 A.Atšķirība nav liela, tāpēc ierīces izvēles pašreizējais līmenis nebūs pārāk atšķirīgs, bet sprieguma līmenis ir palielināts.Tālāk tiks apspriests izejas sānu spriegums kā 540 V.

1500 V saules invertora pielietojums fotoelektriskajā elektrostacijā

Liela mēroga zemes spēkstacijām zemes spēkstacijas ir tikai ar tīklu savienoti invertori, un galvenie izmantotie invertori ir centralizēti, sadalīti un lieljaudas virkņu invertori.Lietojot 1500V sistēmu, līdzstrāvas līnijas zudums būs Samazināšanās, palielināsies arī invertora efektivitāte.Paredzams, ka visas sistēmas efektivitāte palielināsies par 1,5–2%, jo invertora izejas pusē būs pakāpju transformators, lai centralizēti palielinātu spriegumu, lai pārsūtītu enerģiju uz tīklu bez nepieciešamības izmaiņas sistēmas plānā.

Kā piemēru ņemiet 1MW projektu (katra virkne ir 250W moduļi)