1500V sistemi fotovoltaik sistemin kilovatsaat başına maliyetini etkili bir şekilde azaltabilir mi?

Yerli-yabancı fark etmeksizin 1500V sistemin uygulama oranı giderek artıyor.IHS istatistiklerine göre 2018 yılında yabancı büyük yer elektrik santrallerinde 1500V uygulaması %50'yi aşmış;Ön istatistiklere göre, 2018 yılında üçüncü parti liderler arasında 1500V uygulama oranı %15 ile %20 arasındaydı.1500V sistemi projenin kilovatsaat başına maliyetini etkili bir şekilde azaltabilir mi?Bu makale, teorik hesaplamalar ve gerçek durum verileri aracılığıyla iki voltaj seviyesinin ekonomisinin karşılaştırmalı bir analizini yapmaktadır.

1. Temel tasarım planı

1500V sistemin maliyet seviyesini analiz etmek için geleneksel bir tasarım şeması benimsenmiş ve geleneksel 1000V sistemin maliyeti mühendislik miktarına göre karşılaştırılmıştır.

Hesaplama öncülü

(1) Yer elektrik santrali, düz arazi, kurulu kapasite arazi alanıyla sınırlı değildir;

(2) Proje sahasının aşırı yüksek sıcaklığı ve aşırı düşük sıcaklığı 40°C ve -20°C'ye göre dikkate alınacaktır.

(3)seçilen bileşenlerin ve invertörlerin temel parametreleriaşağıdaki gibidir.

1500V sistemin yatırım yapısı

Karşılaştırmalı analiz yoluyla, geleneksel 1000V sistemle karşılaştırıldığında 1500V sistemin sistem maliyetinden yaklaşık 0,1 yuan/W tasarruf sağladığı bulunmuştur.

3. 1500V'un elektrik üretimine etkisi

Hesaplama öncülü:

Aynı modülü kullanarak modül farklılıklarından dolayı elektrik üretiminde farklılık olmayacak;düz bir arazi varsayıldığında, topoğrafya değişikliklerinden dolayı gölge kapanması olmayacaktır.
Enerji üretimindeki fark temel olarak iki faktöre dayanmaktadır:modül ile dizi arasındaki uyumsuzluk kaybı, DC hat kaybı ve AC hat kaybı.

1. Bileşenler ve diziler arasındaki uyumsuzluk kaybı Tek bir branşmandaki seri bileşen sayısı 22'den 34'e çıkarıldı. Farklı bileşenler arasındaki ±3W güç sapması nedeniyle 1500V sistem bileşenleri arasındaki güç kaybı artacaktır, ancak niceliksel hesaplama yapılmaz yapılabilir.Tek bir eviricinin erişim kanalı sayısı 12'den 18'e çıkarılmış, ancak 2 dalın 1 MPPT'ye karşılık gelmesini sağlamak için eviricinin MPPT izleme kanal sayısı 6'dan 9'a çıkarılmıştır.Bu nedenle dizeler arasında MPPT kaybı artmayacaktır.

2. DC ve AC hat kaybı için hesaplama formülü: Q kaybı=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

DC hat kaybı hesaplama tablosu: Tek bir branşın DC hat kayıp oranı

Yukarıdaki teorik hesaplamalar sonucunda, 1500V sistemin DC hat kaybının, 1000V sistemin DC hat kaybının 0,765 katı olduğu, bunun da DC hat kaybında %23,5'lik bir azalmaya eşdeğer olduğu bulunmuştur.

AC hat kaybı hesaplama tablosu: Tek bir invertörün AC hat kaybı oranı

Yukarıdaki teorik hesaplamalar sonucunda, 1500V sistemin DC hat kaybının, 1000V sistemin DC hat kaybının 0,263 katı olduğu, bunun da AC hat kaybının %73,7 oranında azalmasına eşdeğer olduğu bulunmuştur.

3. Gerçek durum verileri Bileşenler arasındaki uyumsuzluk kaybı niceliksel olarak hesaplanamadığından ve gerçek ortam daha sorumlu olduğundan, daha fazla açıklama için gerçek durum kullanılmıştır.Bu makale, öncü bir projenin üçüncü partisinin gerçek enerji üretim verilerini kullanıyor ve veri toplama süresi, Mayıs ile Haziran 2019 arasında, toplam 2 aylık verilerdir.

1000V ve 1500V sistemler arasındaki enerji üretiminin karşılaştırılması

Yukarıdaki tablodan, aynı proje sahasında, aynı bileşenleri, invertör üreticilerinin ürünlerini ve aynı braket kurulum yöntemini kullanarak, Mayıs'tan Haziran 2019'a kadar olan dönemde 1500V sistemin güç üretim saatlerinin olduğu bulunabilir. 1000V sisteme göre %1,55 daha yüksektir.Tek dizili bileşenlerin sayısının artması, bileşenler arasındaki uyumsuzluk kaybını artırsa da DC hat kaybını yaklaşık %23,5, AC hat kaybını ise yaklaşık %73,7 oranında azaltabileceği görülmektedir.1500V sistemi projenin elektrik üretimini artırabilir.

4. Kapsamlı analiz

Önceki analiz sayesinde 1500V sistemin geleneksel 1000V sistemle karşılaştırıldığı bulunabilir:

1) YapabilirSistem maliyetinden yaklaşık 0,1 yuan/W tasarruf edin;

2) Tek dizili bileşenlerin sayısındaki artış, bileşenler arasındaki uyumsuzluk kaybını artıracak olsa da, DC hat kaybını yaklaşık %23,5, AC hat kaybını ise yaklaşık %73,7 azaltabilir ve1500V sistem projenin elektrik üretimini artıracak.Dolayısıyla elektriğin maliyeti belli ölçüde azaltılabilir.Hebei Enerji Mühendisliği Enstitüsü Dekanı Dong Xiaoqing'e göre, bu yıl enstitü tarafından tamamlanan yer fotovoltaik proje tasarım planlarının %50'sinden fazlası 1500V'u seçti;2019 yılında ülke çapındaki yer elektrik santrallerinde 1500V'luk payın yaklaşık %35'e ulaşması bekleniyor;2020'de daha da artacak. Uluslararası tanınmış danışmanlık kuruluşu IHS Markit ise daha iyimser bir tahmin verdi.1500V küresel fotovoltaik pazar analiz raporunda, küresel 1500V fotovoltaik enerji santrali ölçeğinin önümüzdeki iki yıl içinde 100GW'ı aşacağına dikkat çektiler.

Küresel yer elektrik santrallerinde 1500V oranının tahmini

Kuşkusuz, küresel fotovoltaik endüstrisi sübvansiyon sürecini hızlandırdıkça ve elektrik maliyetinin aşırı takibi nedeniyle, elektrik maliyetini azaltabilecek teknik bir çözüm olarak 1500V giderek daha fazla uygulanacaktır.

1500V enerji depolama gelecekte yaygınlaşacak

Temmuz 2014'te Almanya'nın Kassel Endüstri Parkı'ndaki 3,2 MW'lık fotovoltaik projesinde SMA 1500V sisteminin invertörü uygulandı.

Eylül 2014'te Trina Solar'ın çift camlı fotovoltaik modülleri, Çin'deki TUV Rheinland tarafından verilen ilk 1500V PID sertifikasını aldı.

Kasım 2014'te Longma Technology, DC1500V sisteminin geliştirilmesini tamamladı.

Nisan 2015'te TUV Rheinland Grubu, 2015 "Fotovoltaik Modüller/Parçalar 1500V Sertifikasyonu" seminerini düzenledi.

Haziran 2015'te Projoy, 1500V fotovoltaik sistemler için PEDS serisi fotovoltaik DC anahtarlarını piyasaya sürdü.

Temmuz 2015'te Yingli Şirketi, özellikle yerdeki elektrik santralleri için maksimum sistem voltajı 1500 volt olan bir alüminyum çerçeve grubunun geliştirildiğini duyurdu.

……

Fotovoltaik endüstrisinin tüm sektörlerindeki üreticiler aktif olarak 1500V sistem ürünlerini piyasaya sürüyor.“1500V” neden giderek daha sık anılıyor?1500V fotovoltaik sistemlerin dönemi gerçekten geliyor mu?

Uzun süredir yüksek enerji üretim maliyetleri fotovoltaik endüstrisinin gelişimini kısıtlayan ana nedenlerden biri olmuştur.Fotovoltaik sistemlerin kilovatsaat başına maliyeti nasıl azaltılabilir ve enerji üretim verimliliği nasıl artırılabilir?fotovoltaik endüstrisinin temel sorunu haline geldi.1500V ve daha yüksek sistemler daha düşük sistem maliyetleri anlamına gelir.Fotovoltaik modüller ve DC anahtarlar, özellikle de invertörler gibi bileşenler hayati bir rol oynamaktadır.

1500V fotovoltaik invertörün avantajları

Giriş voltajının arttırılmasıyla her bir dizinin uzunluğu %50 artırılabilir, bu da invertöre bağlı DC kabloların sayısını ve birleştirici kutu invertörlerinin sayısını azaltabilir.Aynı zamanda, birleştirici kutular, invertörler, transformatörler vb. Elektrikli ekipmanların güç yoğunluğu arttırılır, hacim azaltılır ve taşıma ve bakım iş yükü de azalır, bu da fotovoltaik maliyetinin azaltılmasına yardımcı olur. sistemler.

Çıkış tarafı voltajı arttırılarak invertörün güç yoğunluğu arttırılabilir.Aynı akım seviyesinde güç neredeyse iki katına çıkarılabilir.Daha yüksek bir giriş ve çıkış voltajı seviyesi, sistem DC kablosunun kaybını ve transformatörün kaybını azaltabilir, böylece güç üretim verimliliği artar.

1500V fotovoltaik invertör seçimi

Elektrik açısından bakıldığında 1500V'a ulaşmak, modül ürünleri için 1500V teknolojisini aşmaktan nispeten daha kolaydır.Sonuçta yukarıda bahsedilen ürünlerin tümü, fotovoltaikleri desteklemek için olgun bir endüstriden geliştirildi.1500VDC metro göz önüne alındığında, cer araç invertörleri, Mitsubishi, Infineon vb. dahil olmak üzere güç cihazları bir seçim sorunu haline gelmeyecek. 2000V'un üzerinde güç cihazlarına sahip, kapasitörler voltaj seviyesini artırmak için seri olarak bağlanabilir ve şimdi Projoy vb. 1500V anahtarın piyasaya sürülmesiyle birlikte, çeşitli bileşen üreticileri, JA Solar, Canadian Solar ve Trina'nın tümü 1500V bileşenlerini piyasaya sürdü.İnvertör sisteminin tamamının seçimi sorun olmayacaktır.

Akü paneli açısından bakıldığında, 1000V için genellikle 22 panellik bir dizi kullanılır ve 1500V sistem için bir dizi panel yaklaşık 33 olmalıdır. Bileşenlerin sıcaklık özelliklerine göre, maksimum güç noktası voltajı 26 civarında olacaktır. -37V.Dizi bileşenlerinin MPP voltaj aralığı 850-1220V civarında olacak ve AC tarafına dönüştürülen en düşük voltaj 810/1.414=601V olacaktır.%10'luk dalgalanma ve sabah-akşam erken saatleri, barınma ve diğer faktörler dikkate alındığında genel olarak 450-550 civarında tanımlanacaktır.Akım çok düşükse, akım çok büyük olacak ve ısı da çok büyük olacaktır.Merkezi bir invertör durumunda, çıkış voltajı 300V civarındadır ve 1000VDC'de akım yaklaşık 1000A'dır ve çıkış voltajı 1500VDC'de 540V'dur ve çıkış akımı yaklaşık 1100A'dır.Fark çok büyük olmadığından cihaz seçiminde akım seviyesi çok farklı olmayacaktır ancak voltaj seviyesi arttırılmıştır.Aşağıda çıkış tarafı voltajı 540V olarak ele alınacaktır.

Fotovoltaik enerji santralinde 1500V solar invertörün uygulanması

Büyük ölçekli yer elektrik santralleri için yer elektrik santralleri tamamen şebekeye bağlı invertörlerdir ve kullanılan ana invertörler merkezi, dağıtılmış ve yüksek güçlü dizi invertörlerdir.1500V sistem kullanıldığında DC hat kaybı azalacak, invertörün verimi de artacaktır.Tüm sistemin verimliliğinin %1,5 - %2 oranında artması bekleniyor, çünkü invertörün çıkış tarafında, ana şebekeye ihtiyaç duymadan gücü şebekeye iletmek için voltajı merkezi olarak artıran bir yükseltici transformatör bulunacaktır. Sistem planında değişiklik.

Örnek olarak 1MW'lık bir projeyi ele alalım (her dizi 250W modüldür)