Dokáže 1500V systém efektívne znížiť náklady na kilowatthodinu fotovoltaického systému?

Bez ohľadu na zahraničný alebo domáci podiel aplikácie 1500V systému sa zvyšuje.Podľa štatistík IHS prekročila v roku 2018 aplikácia 1500V v zahraničných veľkých pozemných elektrárňach 50%;podľa predbežných štatistík medzi treťou várkou popredných hráčov v roku 2018 bol aplikačný podiel 1500 V medzi 15 % a 20 %.Dokáže 1500V systém efektívne znížiť náklady na kilowatthodinu projektu?Tento článok robí komparatívnu analýzu ekonomiky dvoch napäťových úrovní prostredníctvom teoretických výpočtov a skutočných údajov.

1. Základný návrhový plán

Aby sa analyzovala úroveň nákladov 1500V systému, prijala sa konvenčná konštrukčná schéma a náklady na tradičný 1000V systém sa porovnávali podľa inžinierskeho množstva.

Predpoklad výpočtu

(1) Pozemná elektráreň, rovinatý terén, inštalovaný výkon nie je obmedzený rozlohou;

(2) Extrémne vysoká teplota a extrémne nízka teplota miesta projektu sa posudzujú podľa 40 ℃ a -20 ℃.

(3)kľúčové parametre vybraných komponentov a meničovsú nasledujúce.

Investičná štruktúra systému 1500V

Prostredníctvom porovnávacej analýzy sa zistilo, že v porovnaní s tradičným 1000V systémom šetrí 1500V systém približne 0,1 juanu/W systémových nákladov.

3. Vplyv 1500V na výrobu energie

Predpoklad výpočtu:

Pri použití rovnakého modulu nebude žiadny rozdiel vo výrobe energie v dôsledku rozdielov medzi modulmi;za predpokladu rovného terénu nedôjde k žiadnej tieňovej oklúzii v dôsledku zmien topografie.
Rozdiel vo výrobe energie je založený hlavne na dvoch faktoroch:strata nesúladu medzi modulom a reťazcom, strata DC linky a strata AC linky.

1. Strata nesúladu medzi komponentmi a reťazcami Počet sériových komponentov v jednej vetve sa zvýšil z 22 na 34. V dôsledku odchýlky výkonu ±3 W medzi rôznymi komponentmi sa strata výkonu medzi komponentmi systému 1500 V zvýši, ale Žiadne kvantitatívne výpočty môže byť vyrobený.Počet prístupových kanálov jedného meniča sa zvýšil z 12 na 18, ale počet sledovacích kanálov MPPT meniča sa zvýšil zo 6 na 9, aby sa zabezpečilo, že 2 vetvy zodpovedajú 1 MPPT.Preto medzi reťazcami Strata MPPT sa nezvýši.

2. Výpočtový vzorec pre stratu DC a AC vedenia: Q strata=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Tabuľka výpočtu strát jednosmerného vedenia: pomer strát jednosmerného vedenia jednej vetvy

Prostredníctvom vyššie uvedených teoretických výpočtov sa zistilo, že strata jednosmerného vedenia 1500 V systému je 0,765-násobok straty 1000 V systému, čo je ekvivalentné 23,5% zníženiu straty jednosmerného vedenia.

Tabuľka výpočtu strát na striedavom vedení: Pomer strát na striedavom vedení jedného meniča

Prostredníctvom vyššie uvedených teoretických výpočtov sa zistilo, že strata jednosmerného vedenia 1500V systému je 0,263-násobok straty 1000V systému, čo je ekvivalentné zníženiu straty striedavého prúdu o 73,7%.

3. Údaje o skutočnom prípade Keďže stratu nesúladu medzi komponentmi nemožno vypočítať kvantitatívne a skutočné prostredie je zodpovednejšie, na ďalšie vysvetlenie sa používa skutočný prípad.V tomto článku sa používajú skutočné údaje o výrobe energie z tretej série projektu vedúceho hráča a čas zberu údajov je od mája do júna 2019, spolu sú to 2 mesiace údajov.

Porovnanie výroby energie medzi 1000V a 1500V systémami

Z vyššie uvedenej tabuľky možno zistiť, že na rovnakom mieste projektu, s použitím rovnakých komponentov, produktov výrobcov meničov a rovnakého spôsobu inštalácie držiaka, v období od mája do júna 2019, hodiny výroby energie systému 1500 V sú o 1,55 % vyššie ako pri 1000V systéme.Je možné vidieť, že hoci zvýšenie počtu jednoreťazcových komponentov zvýši stratu nesúladu medzi komponentmi, môže znížiť stratu jednosmerného vedenia o približne 23,5 % a stratu striedavého vedenia o približne 73,7 %.Systém 1500 V môže zvýšiť výrobu energie projektu.

4. Komplexná analýza

Prostredníctvom predchádzajúcej analýzy možno zistiť, že 1500V systém je v porovnaní s tradičným 1000V systémom:

1) Môžeušetríte približne 0,1 juanu/W systémových nákladov;

2) Hoci zvýšenie počtu jednoreťazcových komponentov zvýši stratu nesúladu medzi komponentmi, môže znížiť približne 23,5 % straty DC vedenia a asi 73,7 % straty AC vedenia a1500V systém zvýši výrobu energie projektu.Preto je možné do určitej miery znížiť náklady na elektrickú energiu.Podľa Dong Xiaoqing, dekana Hebei Energy Engineering Institute, viac ako 50 % projektových plánov pozemných fotovoltaických projektov dokončených inštitútom v tomto roku zvolilo 1500 V;očakáva sa, že podiel 1500 V v pozemných elektrárňach na celoštátnej úrovni v roku 2019 dosiahne približne 35 %;v roku 2020 sa ešte zvýši. Medzinárodne uznávaná poradenská organizácia IHS Markit poskytla optimistickejšiu prognózu.Vo svojej správe o analýze globálneho trhu s fotovoltaikou 1 500 V poukázali na to, že globálny rozsah 1 500 V fotovoltaických elektrární presiahne v nasledujúcich dvoch rokoch 100 GW.

Predpoveď podielu 1500V v globálnych pozemných elektrárňach

Nepochybne, keďže celosvetový fotovoltaický priemysel urýchľuje proces dotácií a extrémne zháňanie nákladov na elektrinu, 1500V ako technické riešenie, ktoré dokáže znížiť náklady na elektrinu, sa bude čoraz viac uplatňovať.

Skladovanie energie 1500 V sa v budúcnosti stane hlavným prúdom

V júli 2014 bol invertor systému SMA 1500V aplikovaný vo fotovoltaickom projekte 3,2 MW v Kassel Industrial Park v Nemecku.

V septembri 2014 získali fotovoltaické moduly Trina Solar s dvojitým sklom prvý 1500V PID certifikát vydaný TUV Rheinland v Číne.

V novembri 2014 spoločnosť Longma Technology dokončila vývoj systému DC1500V.

V apríli 2015 zorganizovala skupina TUV Rheinland v roku 2015 seminár „Certifikácia fotovoltaických modulov/dielov 1500 V“.

V júni 2015 spoločnosť Projoy uviedla na trh sériu fotovoltaických DC spínačov PEDS pre 1500V fotovoltaické systémy.

V júli 2015 spoločnosť Yingli oznámila vývoj zostavy hliníkového rámu s maximálnym napätím systému 1500 voltov, špeciálne pre pozemné elektrárne.

……

Výrobcovia vo všetkých odvetviach fotovoltaického priemyslu aktívne uvádzajú na trh produkty 1500V systému.Prečo sa stále častejšie spomína „1500V“?Naozaj prichádza éra 1500V fotovoltaických systémov?

Vysoké náklady na výrobu elektriny boli dlhodobo jedným z hlavných dôvodov obmedzujúcich rozvoj fotovoltického priemyslu.Ako znížiť náklady na kilowatthodinu fotovoltaických systémov a zlepšiť efektivitu výroby energiesa stala hlavnou témou fotovoltaického priemyslu.1500V a ešte vyššie systémy znamenajú nižšie systémové náklady.Komponenty ako fotovoltaické moduly a DC prepínače, najmä invertory, zohrávajú dôležitú úlohu.

Výhody 1500V fotovoltaického meniča

Zvýšením vstupného napätia môže byť dĺžka každého reťazca zväčšená o 50 %, čo môže znížiť počet DC káblov pripojených k meniču a počet invertorov zlučovacej skrine.Zároveň sa zlučovacie boxy, invertory, transformátory atď. Zvyšuje sa hustota výkonu elektrických zariadení, znižuje sa objem a tiež sa znižuje pracnosť dopravy a údržby, čo prispieva k zníženiu nákladov na fotovoltaiku. systémov.

Zvýšením napätia na výstupnej strane možno zvýšiť hustotu výkonu meniča.Pri rovnakej aktuálnej úrovni sa výkon môže takmer zdvojnásobiť.Vyššia úroveň vstupného a výstupného napätia môže znížiť stratu systémového jednosmerného kábla a stratu transformátora, čím sa zvýši účinnosť výroby energie.

Výber 1500V fotovoltaického meniča

Z elektrického hľadiska je splnenie 1500V relatívne jednoduchšie ako prelomenie 1500V technológie pre modulové produkty.Koniec koncov, všetky vyššie uvedené produkty sú vyvinuté z vyspelého odvetvia na podporu fotovoltaiky.Vzhľadom na metro 1500 V DC, meniče trakčných vozidiel, výkonové zariadenia sa nestanú problémom pri výbere, vrátane Mitsubishi, Infineon atď. Po uvedení 1500V prepínača na trh rôzni výrobcovia komponentov, JA Solar, Canadian Solar a Trina, uviedli na trh 1500V komponenty.S výberom celého invertorového systému nebude problém.

Z pohľadu batériového panelu sa bežne používa reťazec 22 panelov pre 1000V a reťazec panelov pre 1500V systém by mal byť približne 33. Podľa teplotných charakteristík komponentov bude maximálne napätie v bode napájania okolo 26 -37 V.Rozsah napätia MPP komponentov reťazca bude okolo 850-1220V a najnižšie napätie prevedené na stranu AC je 810/1,414=601V.Ak vezmeme do úvahy 10% fluktuáciu a skoré ráno a noc, prístrešie a iné faktory, bude to všeobecne definované na približne 450-550.Ak je prúd príliš nízky, prúd bude príliš veľký a teplo bude príliš veľké.V prípade centralizovaného invertora je výstupné napätie približne 300 V a prúd je približne 1 000 A pri 1 000 V DC a výstupné napätie je 540 V pri 1 500 V DC a výstupný prúd je približne 1 100 A.Rozdiel nie je veľký, takže aktuálna úroveň výberu zariadenia sa nebude príliš líšiť, ale úroveň napätia je zvýšená.Ďalej bude diskutované napätie na výstupnej strane ako 540 V.

Aplikácia 1500V solárneho invertoru vo fotovoltaickej elektrárni

V prípade veľkých pozemných elektrární sú pozemnými elektrárňami čisto sieťové striedače a hlavné používané meniče sú centralizované, distribuované a vysokovýkonné reťazcové invertory.Keď sa použije 1500V systém, strata DC vedenia sa zníži, účinnosť meniča sa tiež zvýši.Očakáva sa, že účinnosť celého systému vzrastie o 1,5 % – 2 %, pretože na výstupnej strane meniča bude zvyšovací transformátor na centrálne zvýšenie napätia na prenos energie do siete bez potreby mjr. zmeny v pláne systému.

Vezmite si ako príklad 1MW projekt (každý reťazec je 250W moduly)