Kan 1500V-systemet effektivt redusere kostnadene per kilowatt-time for solcelleanlegget?

Uavhengig av utenlandsk eller innenlandsk, øker bruksandelen av 1500V-systemet.I følge IHS-statistikk oversteg bruken av 1500V i utenlandske store bakkekraftverk i 2018 50%;ifølge foreløpig statistikk, blant den tredje gruppen av frontløpere i 2018, var påføringsandelen på 1500V mellom 15 % og 20 %.Kan 1500V-systemet effektivt redusere kostnadene per kilowattime av prosjektet?Denne artikkelen gjør en komparativ analyse av økonomien til de to spenningsnivåene gjennom teoretiske beregninger og faktiske casedata.

1. Grunnleggende designplan

For å analysere kostnadsnivået til 1500V-systemet, brukes et konvensjonelt designskjema, og kostnadene for det tradisjonelle 1000V-systemet sammenlignes i henhold til ingeniørmengden.

Beregningsforutsetning

(1) Bakkekraftverk, flatt terreng, installert kapasitet er ikke begrenset av landareal;

(2) Den ekstremt høye temperaturen og den ekstremt lave temperaturen på prosjektstedet skal vurderes i henhold til 40℃ og -20℃.

(3) Dennøkkelparametere for utvalgte komponenter og omformereer som følger.

Investeringsstruktur av 1500V system

Gjennom komparativ analyse viser det seg at sammenlignet med det tradisjonelle 1000V-systemet sparer 1500V-systemet omtrent 0,1 yuan/W i systemkostnadene.

3. Effekten av 1500V på kraftproduksjon

Beregningsforutsetning:

Ved bruk av samme modul vil det ikke være noen forskjell i kraftproduksjon på grunn av modulforskjeller;forutsatt et flatt terreng vil det ikke være skyggeokklusjon på grunn av topografiendringer.
Forskjellen i kraftproduksjon er hovedsakelig basert på to faktorer:mistilpasningstapet mellom modulen og strengen, DC-linjetapet og AC-linjetapet.

1. Mismatch tap mellom komponenter og strenger Antall seriekomponenter i en enkelt gren er økt fra 22 til 34. På grunn av ±3W effektavvik mellom ulike komponenter vil effekttapet mellom 1500V systemkomponenter øke, men Ingen kvantitative beregninger kan bli laget.Antallet tilgangskanaler til en enkelt omformer er økt fra 12 til 18, men antallet MPPT-sporingskanaler til omformeren er økt fra 6 til 9 for å sikre at 2 grener tilsvarer 1 MPPT.Derfor, mellom strenger, vil ikke MPPT-tapet øke.

2. Beregningsformel for DC- og AC-linjetap: Q-tap=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Tabell for beregning av DC-linjetap: DC-linjetapsforhold for en enkelt gren

Gjennom de ovennevnte teoretiske beregningene er det funnet at DC-linjetapet til 1500V-systemet er 0,765 ganger det for 1000V-systemet, noe som tilsvarer en 23,5% reduksjon i DC-linjetapet.

Tabell for beregning av AC-ledningstap: AC-linjetapsforhold for en enkelt omformer

Gjennom de ovennevnte teoretiske beregningene er det funnet at DC-linjetapet til 1500V-systemet er 0,263 ganger det for 1000V-systemet, noe som tilsvarer en reduksjon på 73,7 % av AC-linjetapet.

3. Faktiske case-data Siden mismatch-tapet mellom komponenter ikke kan beregnes kvantitativt, og det faktiske miljøet er mer ansvarlig, brukes den faktiske saken for ytterligere forklaring.Denne artikkelen bruker de faktiske strømgenereringsdataene til den tredje gruppen av et frontløperprosjekt, og datainnsamlingstiden er fra mai til juni 2019, totalt 2 måneder med data.

Sammenligning av kraftproduksjon mellom 1000V og 1500V systemer

Fra tabellen ovenfor kan det ses at på samme prosjektsted, ved bruk av de samme komponentene, omformerprodusentenes produkter og samme brakettinstallasjonsmetode, i perioden mai til juni 2019, strømproduksjonstimene til 1500V-systemet er 1,55 % høyere enn for 1000V-systemet.Det kan sees at selv om økningen i antall enkeltstrengskomponenter vil øke mistilpasningstapet mellom komponenter, kan det redusere DC-linjetapet med omtrent 23,5 % og AC-linjetapet med omtrent 73,7 %.1500V-systemet kan øke prosjektets kraftproduksjon.

4. Omfattende analyse

Gjennom forrige analyse kan man finne at 1500V-systemet sammenlignes med det tradisjonelle 1000V-systemet:

1) Det kanspar ca. 0,1 yuan/W systemkostnad;

2) Selv om økningen i antall enkeltstrengkomponenter vil øke mistilpasningstapet mellom komponentene, kan det redusere omtrent 23,5 % av DC-linjetapet og omtrent 73,7 % av AC-linjetapet, og1500V-systemet vil øke prosjektets kraftproduksjon.Derfor kan strømkostnadene reduseres til en viss grad.I følge Dong Xiaoqing, dekan ved Hebei Energy Engineering Institute, har mer enn 50 % av bakkens fotovoltaiske prosjektdesignplaner fullført av instituttet i år valgt 1500V;det forventes at andelen 1500V i bakkekraftverk på landsbasis i 2019 vil nå rundt 35 %;den vil øke ytterligere i 2020. Den internasjonalt anerkjente konsulentorganisasjonen IHS Markit ga en mer optimistisk prognose.I sin 1500V globale fotovoltaiske markedsanalyserapport påpekte de at den globale 1500V solcellekraftverkskalaen vil overstige 100GW i løpet av de neste to årene.

Prognose for andelen 1500V i globale bakkekraftverk

Utvilsomt, ettersom den globale solcelleindustrien akselererer subsidieprosessen, og den ekstreme jakten på kostnadene for elektrisitet, vil 1500V som en teknisk løsning som kan redusere kostnadene for elektrisitet bli mer og mer brukt.

1500V energilagring vil bli mainstream i fremtiden

I juli 2014 ble omformeren til SMA 1500V-systemet brukt i det 3,2 MW solcelleprosjektet i Kassel industripark, Tyskland.

I september 2014 mottok Trina Solars solcellemoduler i dobbelglass det første 1500V PID-sertifikatet utstedt av TUV Rheinland i Kina.

I november 2014 fullførte Longma Technology utviklingen av DC1500V-systemet.

I april 2015 holdt TUV Rheinland Group 2015 "Photovoltaic Modules/Parts 1500V Certification"-seminaret.

I juni 2015 lanserte Projoy PEDS-serien med fotovoltaiske likestrømsbrytere for 1500V fotovoltaiske systemer.

I juli 2015 kunngjorde Yingli Company utviklingen av en aluminiumsrammeenhet med en maksimal systemspenning på 1500 volt, spesielt for bakkekraftverk.

……

Produsenter i alle sektorer av solcelleindustrien lanserer aktivt 1500V systemprodukter.Hvorfor nevnes "1500V" oftere og oftere?Kommer virkelig epoken med 1500V solcelleanlegg?

I lang tid har høye kraftproduksjonskostnader vært en av hovedårsakene til å begrense utviklingen av solcelleindustrien.Hvordan redusere kostnadene per kilowatt-time for solcelleanlegg og forbedre kraftproduksjonseffektivitetenhar blitt kjernesaken i solcelleindustrien.1500V og enda høyere systemer betyr lavere systemkostnader.Komponenter som fotovoltaiske moduler og likestrømsbrytere, spesielt omformere, spiller en viktig rolle.

Fordeler med 1500V fotovoltaisk inverter

Ved å øke inngangsspenningen kan lengden på hver streng økes med 50 %, noe som kan redusere antall DC-kabler koblet til omformeren og antall kombineringsboks-invertere.Samtidig kombinerer bokser, vekselrettere, transformatorer, etc. Strømtettheten til elektrisk utstyr økes, volumet reduseres, og arbeidsbelastningen med transport og vedlikehold reduseres også, noe som bidrar til å redusere kostnadene for solcelleanlegg systemer.

Ved å øke spenningen på utgangssiden kan vekselretterens effekttetthet økes.Under samme strømnivå kan effekten nesten dobles.Et høyere inngangs- og utgangsspenningsnivå kan redusere tapet av systemets DC-kabel og tapet av transformatoren, og dermed øke kraftgenereringseffektiviteten.

Valg av 1500V fotovoltaisk inverter

Fra et elektrisk perspektiv er det relativt enklere å møte 1500V enn å bryte gjennom 1500V-teknologi for modulprodukter.Tross alt er alle de ovennevnte produktene utviklet fra en moden industri for å støtte solceller.Med tanke på 1500VDC t-banen, vil vekselrettere for trekkvogner, strømenheter ikke bli et valgproblem, inkludert Mitsubishi, Infineon, etc. har strømenheter over 2000V, kondensatorer kan kobles i serie for å øke spenningsnivået, og nå av Projoy etc. Med 1500V-bryteren lansert, har ulike komponentprodusenter, JA Solar, Canadian Solar og Trina alle lansert 1500V-komponenter.Valget av hele invertersystemet vil ikke være noe problem.

Fra batteripanelets perspektiv brukes en streng med 22 paneler vanligvis for 1000V, og en streng med paneler for 1500V-system bør være omtrent 33. I henhold til temperaturkarakteristikkene til komponentene vil maksimal strømpunktspenning være rundt 26 -37V.MPP-spenningsområdet til strengkomponentene vil være rundt 850-1220V, og den laveste spenningen konvertert til AC-siden er 810/1.414=601V.Tatt i betraktning 10 % fluktuasjon og tidlig morgen og kveld, ly og andre faktorer, vil den generelt være definert til ca. 450-550.Hvis strømmen er for lav, blir strømmen for stor og varmen for stor.Når det gjelder en sentralisert omformer, er utgangsspenningen omtrent 300V og strømmen er omtrent 1000A ved 1000VDC, og utgangsspenningen er 540V ved 1500VDC, og utgangsstrømmen er omtrent 1100A.Forskjellen er ikke stor, så det nåværende nivået på enhetsvalget vil ikke være for forskjellig, men spenningsnivået økes.Følgende vil diskutere utgangssidespenningen som 540V.

Anvendelse av 1500V solomformer i solcellekraftverk

For store bakkekraftverk er bakkekraftverk rene netttilkoblede vekselrettere, og hovedvekselretterne som brukes er sentraliserte, distribuerte og høyeffekts strenginvertere.Når et 1500V-system brukes, vil DC-linjetapet være Redusert, effektiviteten til omformeren vil også øke.Effektiviteten til hele systemet forventes å øke med 1,5%-2%, fordi det vil være en step-up transformator på utgangssiden av omformeren for å sentralt øke spenningen for å overføre kraften til nettet uten behov for Major endringer i systemplanen.

Ta et 1MW-prosjekt som eksempel (hver streng er 250W-moduler)