Чи може система 1500 В ефективно знизити вартість кіловат-години фотоелектричної системи?

Незалежно від іноземних чи вітчизняних, частка застосування системи 1500 В зростає.За статистикою IHS, у 2018 році застосування 1500 В на зарубіжних великих наземних електростанціях перевищило 50%;згідно з попередньою статистикою, серед третьої партії лідерів у 2018 році частка застосування 1500 В становила від 15% до 20%.Чи може система 1500 В ефективно знизити вартість кіловат-години проекту?Ця стаття робить порівняльний аналіз економіки двох рівнів напруги за допомогою теоретичних розрахунків і фактичних даних.

1. Основний проектний план

Щоб проаналізувати рівень вартості системи 1500 В, прийнято звичайну схему проектування, а вартість традиційної системи 1000 В порівнюється відповідно до інженерної кількості.

Розрахункова передумова

(1) Наземна електростанція, рівнинна місцевість, встановлена ​​потужність не обмежена площею землі;

(2) Екстремально висока температура та екстремально низька температура на місці проекту повинні розглядатися відповідно до 40 ℃ та -20 ℃.

(3) Theосновні параметри обраних компонентів і інверторівє такими.

Інвестиційна структура системи 1500В

Завдяки порівняльному аналізу виявлено, що порівняно з традиційною системою 1000 В, система 1500 В економить приблизно 0,1 юаня/Вт вартості системи.

3. Вплив 1500В на виробництво електроенергії

Передумова розрахунку:

Використовуючи той самий модуль, не буде різниці у виробництві електроенергії через відмінності модулів;припускаючи рівнинний рельєф, не буде тіні через зміни рельєфу.
Різниця у виробництві електроенергії в основному базується на двох факторах:втрати неузгодженості між модулем і ланцюгом, втрати в лінії постійного струму та втрати в лінії змінного струму.

1. Втрати невідповідності між компонентами та рядками Кількість компонентів серії в одній гілці було збільшено з 22 до 34. Через відхилення потужності ±3 Вт між різними компонентами втрати потужності між компонентами системи 1500 В збільшаться, але кількісних розрахунків немає можна зробити.Кількість каналів доступу одного інвертора збільшено з 12 до 18, але кількість каналів відстеження MPPT інвертора збільшено з 6 до 9, щоб гарантувати, що 2 гілки відповідають 1 MPPT.Таким чином, втрати MPPT між рядками не збільшаться.

2. Формула розрахунку втрат у мережі постійного та змінного струму: Q втрат=I2R=(P/U)2R= ρ(P/U)2(L/S)1)

Таблиця розрахунку втрат у лінії постійного струму: коефіцієнт втрат у лінії постійного струму однієї гілки

За допомогою наведених вище теоретичних розрахунків виявлено, що втрати в лінії постійного струму в системі 1500 В у 0,765 рази перевищують втрати в мережі 1000 В, що еквівалентно 23,5% зниження втрат у лінії постійного струму.

Таблиця розрахунку втрат у мережі змінного струму: коефіцієнт втрат у лінії змінного струму одного інвертора

За допомогою наведених вище теоретичних розрахунків виявлено, що втрати в мережі постійного струму в системі 1500 В у 0,263 рази перевищують втрати в мережі 1000 В, що еквівалентно зменшенню втрат в лінії змінного струму на 73,7%.

3. Фактичні дані Оскільки втрату невідповідності між компонентами неможливо обчислити кількісно, ​​а фактичне середовище є більш відповідальним, фактичний випадок використовується для подальшого пояснення.У цій статті використовуються фактичні дані про виробництво електроенергії третьої партії передового проекту, а час збору даних – з травня по червень 2019 року, загалом дані за 2 місяці.

Порівняння генерації електроенергії між системами 1000В і 1500В

З наведеної вище таблиці можна виявити, що на тому самому місці проекту, з використанням тих самих компонентів, продуктів виробників інвертора та того самого методу встановлення кронштейнів, протягом періоду з травня по червень 2019 року, години вироблення електроенергії системою 1500 В на 1,55% вище, ніж у системі 1000 В.Можна побачити, що незважаючи на те, що збільшення кількості однострунних компонентів збільшить втрати невідповідності між компонентами, це може зменшити втрати в лінії постійного струму приблизно на 23,5% і втрати в лінії змінного струму приблизно на 73,7%.Система 1500 В може збільшити виробництво електроенергії проекту.

4. Комплексний аналіз

Завдяки попередньому аналізу можна виявити, що система 1500 В порівнюється з традиційною системою 1000 В:

1) Можезаощадити приблизно 0,1 юаня/Вт вартості системи;

2) Незважаючи на те, що збільшення кількості компонентів окремої ланцюга збільшить втрати невідповідності між компонентами, це може зменшити приблизно 23,5% втрат у лінії постійного струму та приблизно 73,7% втрат у лінії змінного струму, ісистема 1500 В збільшить виробництво електроенергії за проектом.Тому витрати на електроенергію можна певною мірою знизити.За словами Донг Сяоціна, декана Хебейського енергетичного інженерного інституту, понад 50% проектних планів наземних фотоелектричних проектів, завершених інститутом цього року, обрали 1500 В;очікується, що частка 1500 В в наземних електростанціях по країні в 2019 році досягне близько 35%;у 2020 році він ще збільшиться. Всесвітньо відома консалтингова організація IHS Markit дала більш оптимістичний прогноз.У своєму звіті про аналіз глобального ринку фотоелектричної енергії 1500 В вони вказали, що глобальна потужність фотоелектричних електростанцій 1500 В перевищить 100 ГВт протягом наступних двох років.

Прогноз частки 1500В у глобальних наземних електростанціях

Безсумнівно, оскільки глобальна фотоелектрична промисловість прискорює процес субсидування та надзвичайну гонитву за вартістю електроенергії, 1500 В як технічне рішення, яке може зменшити вартість електроенергії, буде застосовуватися все частіше.

Акумулювання енергії 1500 В стане основним у майбутньому

У липні 2014 року інвертор системи SMA 1500V був застосований у фотоелектричному проекті потужністю 3,2 МВт в промисловому парку Касселя, Німеччина.

У вересні 2014 року подвійні скляні фотоелектричні модулі Trina Solar отримали перший сертифікат PID 1500 В, виданий TUV Rheinland у Китаї.

У листопаді 2014 року компанія Longma Technology завершила розробку системи DC1500V.

У квітні 2015 року TUV Rheinland Group провела семінар 2015 «Сертифікація фотоелектричних модулів/деталей 1500 В».

У червні 2015 року Projoy випустила серію фотоелектричних вимикачів постійного струму PEDS для фотоелектричних систем 1500 В.

У липні 2015 року компанія Yingli оголосила про розробку алюмінієвої рами з максимальною системною напругою 1500 вольт, спеціально для наземних електростанцій.

……

Виробники в усіх галузях фотоелектричної промисловості активно запускають системні продукти 1500 В.Чому «1500V» згадується все частіше?Чи справді настає ера фотоелектричних систем на 1500 В?

Довгий час висока вартість виробництва електроенергії була однією з головних причин, що стримують розвиток фотоелектричної промисловості.Як знизити вартість кіловат-години фотоелектричних систем і підвищити ефективність виробництва електроенергіїстала основною проблемою фотоелектричної промисловості.Системи 1500 В і навіть вище означають менші витрати на систему.Такі компоненти, як фотоелектричні модулі та вимикачі постійного струму, особливо інвертори, відіграють важливу роль.

Переваги фотоелектричного інвертора 1500 В

Збільшуючи вхідну напругу, довжину кожної ланцюга можна збільшити на 50%, що може зменшити кількість кабелів постійного струму, підключених до інвертора, і кількість інверторів об’єднувальної коробки.У той же час об'єднувальні коробки, інвертори, трансформатори тощо. Збільшується щільність потужності електричного обладнання, зменшується обсяг, а також зменшується навантаження на транспортування та технічне обслуговування, що сприяє зниженню вартості фотоелектричних системи.

Збільшуючи вихідну напругу, можна збільшити щільність потужності інвертора.За того ж поточного рівня потужність можна збільшити майже вдвічі.Вищий рівень вхідної та вихідної напруги може зменшити втрати системного кабелю постійного струму та втрати трансформатора, таким чином підвищивши ефективність виробництва електроенергії.

Вибір фотоелектричного інвертора 1500 В

З електричної точки зору зустріти 1500 В відносно простіше, ніж прорвати технологію 1500 В для модульних продуктів.Зрештою, усі вищезазначені продукти розроблені на основі зрілої промисловості для підтримки фотоелектричних пристроїв.З огляду на метро 1500 В постійного струму, інвертори тягових транспортних засобів, пристрої живлення не стануть проблемою вибору, зокрема Mitsubishi, Infineon тощо мають пристрої живлення понад 2000 В, конденсатори можна з’єднувати послідовно для підвищення рівня напруги, а тепер Projoy тощо Із запуском комутатора 1500 В різні виробники компонентів, JA Solar, Canadian Solar і Trina, випустили компоненти 1500 В.Підбір всієї інверторної системи не складе труднощів.

З точки зору акумуляторної панелі, для 1000 В зазвичай використовується рядок із 22 панелей, а для системи 1500 В має бути близько 33 панелей. Відповідно до температурних характеристик компонентів максимальна напруга в точці живлення становитиме близько 26 -37В.Діапазон напруг MPP компонентів ланцюга становитиме близько 850-1220 В, а найнижча напруга, перетворена на сторону змінного струму, становить 810/1,414=601 В.Беручи до уваги 10% коливання, ранній ранок і ніч, укриття та інші фактори, загалом буде визначено приблизно 450-550.Якщо струм занадто низький, струм буде занадто великим і тепло буде занадто великим.У випадку централізованого інвертора вихідна напруга становить близько 300 В, струм становить близько 1000 А при 1000 В постійного струму, а вихідна напруга становить 540 В при 1500 В постійного струму, а вихідний струм становить близько 1100 А.Різниця невелика, тому поточний рівень вибору пристрою не буде сильно відрізнятися, але рівень напруги підвищений.Нижче буде обговорено вихідну напругу 540 В.

Застосування сонячного інвертора 1500 В на фотоелектричних станціях

Для великих наземних електростанцій наземні електростанції є чистими інверторами, підключеними до мережі, а основними інверторами, які використовуються, є централізовані, розподілені та потужні струнні інвертори.Коли використовується система 1500 В, втрати в лінії постійного струму зменшаться, ефективність інвертора також збільшиться.Очікується, що ефективність усієї системи зросте на 1,5%-2%, оскільки на вихідній стороні інвертора буде підвищувальний трансформатор для централізованого підвищення напруги для передачі електроенергії в мережу без потреби у великих зміни плану системи.

Візьмемо як приклад проект потужністю 1 МВт (кожна ланка складається з модулів потужністю 250 Вт)