Sa brzim razvojem fotonaponske industrije, rane izgrađene fotonaponske elektrane uglavnom imaju nisku efikasnost proizvodnje energije zbog tehnoloških ograničenja i opreme starenja opreme. Prema statističkim podacima, skala elektrana koja su stavljena u rad i upravlja više od 10 godina prije 2014. dostigla je 19,5 g. Efikasnost komponente ovih elektrana uglavnom je manja od 17%, što ozbiljno utječe na efikasnost proizvodnje električne energije i ekonomske koristi.
U dubini ćemo analizirati specifična tehnička rješenja za poboljšanje efikasnosti starih fotonaponskih elektrana iz tri dimenzije: obnovu hardvera, optimizacija sistema i inteligentna operacija i održavanje. Navest ćemo detaljne usporedbe parametara i tablice analiza korištenja kako bismo osigurali praktične tehničke smjernice za obnovu za vlasnike elektrana.
Trenutna situacija i problem dijagnoza starih fotonaponskih elektrana
Rane izgrađene fotonaponske elektrane uglavnom su se suočile sa problemima efikasnosti male snage i visokih troškova rada i održavanja. Prema podacima industrije, efikasnost modula fotonaponskih elektrana koji se stavlja u rad prije 2014. godine, uglavnom je manja od 17%, daleko niža od trenutnog nivoa efikasnosti mainstream modula od 22-25%. Ove elektrane uglavnom imaju sljedeće probleme:
Pitanje starenja opreme
Posebno istaknuti. Snaga polikristalnih silikonskih modula korištenih u ranim elektranama općenito je bila između 220-250 W, dok je snaga modernih modula dostigla 550-720 w, sa značajnom razlikom. Prigušenje komponenata je takođe prilično ozbiljno. Prema industrijskim standardima, stopa prigušenja polikrastalnih silicijuma tokom njihovog 25-godišnjeg životnog vijeka ne bi trebala biti manja od 20%.
Međutim, u stvarnom radu, zbog nezrele materijalne tehnologije u ranoj fazi i nekim proizvođačima smanjuju standarde kvalitete za kontrolu troškova tokom dvostrukog obrnutog perioda, mnoge su komponente elektrana doživjele neočekivane tople mrlje, skrivene pukotine i starenjem ormara. U pogledu pretvarača, rani centralizirani pretvarači uglavnom su koristili 500kW i opremljeni su samo jednim MPPT-om. Raspon napona praćenja bio je uzak i nije mogao ispuniti tehničke zahtjeve modernih komponenti.
Defekti dizajna sistema
Ograničavanje efikasnosti proizvodnje električne energije. Rani fotonaponski elektrane obično su dizajnirani sa omjerom kapaciteta 1: 1, dok moderne elektrane uglavnom usvajaju 1: 1.1 ili čak veću dizajn omjera kapaciteta. U pogledu rasporeda komponenata, stare elektrane često nedostaju naučni analizi i razmaka, što rezultira teškim okluzivnim gubicima između niza. Odabir kabla je također relativno konzervativan, a gubitak linije je uglavnom visok, a neke elektrane koje dostižu više od 3%, daleko veće od idealnog standarda u industriji od 1%.
Zastarelo upravljanje i upravljanje održavanjem
Ovo je još jedna glavna tačka bola. Većina starih elektrana i dalje koriste ručni režimi inspekcije i pasivnog održavanja, nemaju inteligentne sustave za nadgledanje, ne mogu uhvatiti u stvarnom vremenskom stanju opreme, imati brzinu odspojanja greške i dugoliko srednje vrijeme za popravak (MTTR).
Čišćenje i održavanje uglavnom se oslanjaju na ručni rad. Za elektranu od 20 mw koristeći se režim čišćenja visokog pritiska vode sa 4 osobe po vozilu, potrebno je oko 15 dana za završetak cjelokupnog procesa čišćenja, što je neefikasno.
Što se tiče gore navedenih pitanja, tehnološka transformacija starih fotonaponskih elektrana postala je ključna mjera za poboljšanje cjelokupne konkurentnosti fotonaponske industrije. Kroz naučnu evaluaciju i ciljanu obnovu, ne samo da se ne samo da generacija električne energije može značajno povećati, već se može produžiti životni vijek elektrane, a povrat ulaganja može se poboljšati.
Ispod će se detaljno razmatrati posebna tehnička rješenja iz tri dimenzije: hardverska transformacija, optimizacija sistema i inteligentna operacija i održavanje.
Plan za transformaciju hardvera i optimizacija parametara
Obnova hardvera je najistaknutiji i efikasniji način za poboljšanje efikasnosti proizvodnje električne energije starih fotonaponskih elektrana, uglavnom, uključujući komponentne nadogradnje, inverterske zamjene, podešavanje nosača i instalacije za pohranu energije i pohranu energije i instalacije za skladištenje energije. Nadogradnja i zamjenom osnovne opreme, kapacitet proizvodnje energije i operativni stabilnost mogu značajno poboljšati.
STRATEGIJSKI STRATEGIJSKI I IZBORNI PARAMETRI
Komponente su "srce" fotonaponskih elektrana, a njihov nastup direktno utječe na cjelokupnu efikasnost proizvodnje električne energije. Za starije elektrane koje su u funkciji već više od 10 godina, nadogradnje komponente mogu ponijeti trenutne rezultate. Trenutno na tržištu postoje dva rješenja za ažuriranje glavnih komponenti:
Potpuni plan zamjene
Pogodno za elektrane sa teškim starenjem komponente (stopa prigušenja veća od 2 0%) ili velike površine skrivenih pukotina i vrućih tačaka. Preporučuje se upotreba komponenti N-Type TopCon ili HJT za nove komponente, sa tipičnim parametrima, uključujući snagu 570-720 WP, efikasnost konverzije od 22. 4-25%, temperaturni koeficijent od {{5} i godišnja stopa prigušenja od samo 0. 4-0. 45%.
U odnosu na rane polikristalne komponente (sa godišnjom brzinom raspada od 8-1%), može generirati 15-20% više električne energije u roku od 25 godina. Međutim, ukupni troškovi zamjene je relativno visok, oko 0. 7-0. 9 Yuan \/ W, i potrebno je sveobuhvatno razmotriti nosivost izvornog nosača i kompatibilnost električnog sistema.
Plan dodataka inkrementalnog kapaciteta
Pogodno za elektrane sa komponentama u dobrom stanju, ali nedovoljno kapaciteta. Uobičajeni pristup povećanju kapaciteta sistema bez povećanja korištenja zemljišta je povećati original 1: 1 omjer kapaciteta na 1: 1. 1-1. 2. Kada nadopunjuju sposobnost, pažnja treba posvetiti kompatibilnosti novih i starih komponenti. Preporučuje se odabir komponenti sa sličnim parametrima napona (VMP, VOC) kako bi se izbjeglo "efekt barela".
Na primjer, originalna elektrana koja se koriste sa komponentama sa HOS-om od 38 V, a novo dodane komponente trebaju se kontrolirati u opsegu VOC-a od 36-40 V kako bi se osiguralo konzistentne parametre niza unutar istog MPPT kruga. Izgled komponente može se instalirati okomito, što rezultira manjim gubitkom snage u odnosu na vodoravni izgled kada se zasjenjeno (polovina komponente može još uvijek održavati 50% snage snage) kada blokira red baterija).
Unapređenje pretvarača i optimizacija MPPT-a
Pretvarač je "mozak" fotonaponskog sistema, a njena efikasnost konverzije i MPPT performanse direktno utiču na proizvodnju električne energije. Rani elektrane često su koristile centralizirane pretvarače, što je uglavnom imalo problema poput malog broja mpptora (samo jedan kanal po jedinici), uski napon (poput 200V), što rezultira teškim gubicima za proizvodnju energije u jutarnjim i večernjim periodima. Moderni pretvarači guda obično su opremljeni sa 3-6 MPPT-ima, sa širokim rasponom napona 200-1000 V i početni napon niže kao 80V, koji može produžiti efikasan vremenski period za proizvodnju energije za 1-2 sati.
Prilikom zamjene pretvarača važno je razmotriti sljedeći parametar:
Raspon napona MPPT-a:Trebalo bi pokriti radni napon komponenti na ekstremnim temperaturama. Uzimajući niz od 20 540 w komponente (VMP =41. 65V) kao primjer može doći do 920V (Voc {{{{{=49. 5V, temperaturni koeficijent -0, tako da maksimalni ulaznog napona pretvarača mora biti veći ili jednak 1000V.
Prilagodljivost omjera kapaciteta:Omjer modificiranog sustava obično se povećava na 1. 1-1. 2, a pretvarač mora imati kapacitet preopterećenja istosmjernog preopterećenja od 1,3 puta ili više kako bi se izbjegli gubici ograničenja snage.
Night Reaktivna kompenzacija snage:Električna stanica sudjeluje u regulaciji napona mreže, a novi pretvarač treba da podrži noćni SVG režim sa opsegom za podešavanje faktora snage od ± 0. 9.
Za elektrane sa složenim terenom, pretvarači struna mogu se koristiti za zamjenu centraliziranih rješenja. Uzimajući 50mW elektrane kao primjer, zamjena centraliziranih pretvarača na 150 110 kW, iako se početna ulaganja povećava za oko 5%, gubitak nesuda uzrokovanih terenskim razlikama može se smanjiti sa 5% na manje od 1%, a godišnja proizvodnja električne energije može se povećati za 3-5%.
Obnova podešavanja nosača i sistema za čišćenje
Optimizacija nosača je isplativo rješenje za poboljšanje efikasnosti proizvodnje električne energije. Ugao sklonosti prijevremenih nosača podržava uglavnom je bio u potpunosti u potpunosti razmotriti lokalnu zemlju (optimalni kut nagiba obično je jednak širini ± 5 stepeni). Podešavanjem ugla nagiba, godišnji prijem zračenja može se povećati za 3-8%. U praktičnom radu, profesionalni softver (poput Pvsyst) treba koristiti za simulaciju da bi se uravnotežilo razlike u stvaranju energije između ljeta i zime.
Automatizirani sistem za čišćenje
Instalacija može značajno smanjiti troškove rada i održavanja i poboljšati efikasnost proizvodnje energije. Uporedni podaci pokazuju da je dnevna snaga proizvodnje energije jako zagađenih komponenti nakon čišćenja može dostići 16%. Tradicionalno ručno čišćenje (4 osobe po vozilu) traje 15 dana da se elektrane 20MW, dok se koristi automatizirana vozila za čišćenje (1 osoba po vozilu) traje samo 6 dana, smanjenje troškova rada za 75%. Za područja sa oskudnim vodnim resursima, bezvodnja za čišćenje bez vode mogu se instalirati na čišćenje jednom sedmično, uz period otplate od 2-3 godina.
Ugradnja sistema za pohranu energije
Efikasno rješenje za rješavanje pitanja radova na snazi. Konfiguriranjem skladištenja energije sa {{0}}% snage (kao što je 2MWh za elektrane MW), električna energija se može pohraniti tijekom ograničenja snage i puštanja tokom vršnih sati, smanjujući stopu izgubljene solarne energije. Trenutni trošak litijumčarskih telefonskih baterija smanjen je na 0. 7-0. 9 yuan \/ wh, a sa dva punjenja i dva strategija pražnjenja, interna stopa povratka može se povećati za 2-3 procentne bodove. Dizajn sistema za pohranu energije treba obratiti pažnju na odabir stope pražnjenja naknade (C-COE). Za prijave sa dnevnim prosječnim ciklusom, a 0. 25-0. Konfiguracija 5C preporučuje se da bi se uravnotežio životni vijek i potrebe napajanja.
Optimizacija sistema i inteligentna rješenja za rad i održavanje
Na temelju završetka hardverske transformacije, optimizacija nivoa sistema i izgradnja inteligentnog rada i sistema održavanja mogu dalje osloboditi potencijal generacije energije fotonaponskih elektrana. Ključni zadaci u ovoj fazi uključuju optimizaciju omjera kapaciteta, upravljanje sjenom i izgradnju inteligentnih sustava za praćenje. Kroz ove mjere, cjelokupna efikasnost sistema može se poboljšati za 5-15%.
Optimizacija omjera kapaciteta i kvadratnih formacija
Optimizacija odnosa kapaciteta (omjer kapaciteta fotonaponskog modula za inverterski kapacitet) je ključ za poboljšanje korištenja sustava. Rani fotonaponski elektrane obično su usvojili dizajn omjera kapaciteta 1: 1, dok su moderne elektrane obično dizajnirane u omjeru 1: 1. 1-1. 2. Povećavanje kapaciteta za omjer kapaciteta može omogućiti pretvaraču da radi na nazivnu snagu čak i u periodima slabe sunčeve svjetlosti, na taj način povećavajući broj sati proizvodnje električne energije.
Stvarni inženjerski slučajevi pokazuju da povećanje omjera kapaciteta od 1. 0 do 1.1 može omogućiti pretvaraču da postigne puni opterećenje tokom najboljeg rasvjetnog razdoblja, smanjuju singl-watt trošak za 5-8%, a povećati internu brzinu povrata 1. 5-2 procentni bodovi.
Ekonomska uporedna analiza planova tehnološke transformacije
Ekonomska evaluacija tehnološke transformacije fotonaponskih elektrana je osnova osnova za odluke o ulaganjima, što zahtijeva sveobuhvatno razmatranje ravnoteže između tehnološkog poboljšanja i financijskih prinosa. Trenutni planovi obnove fotonaponskih elektrana uglavnom su podijeljeni u tri kategorije, svaka sa značajnim razlikama u razmjera ulaganja, efekt poboljšanja energije i razdoblje za otplatu ulaganja, te su pogodni za projekte elektrana s različitim uvjetima i potrebama.
Minimizirati plan obnove
Kao najosnovniji tehnološki put tehnološke transformacije, uglavnom uključuje osnovni rad kao što su redovna čišćenje komponenata, upravljanje vegetacijom mjesta, invertersko održavanje i pregled kablovske veze. Troškovi investicijskih troškova ove vrste sheme je najniža, obično između 0. 1-0. 2 yuan \/ w, ali povećanje proizvodnje električne energije je relativno ograničeno, oko 3-8%. Zbog svojih malih investicijskih razmjera i neposrednih rezultata, period povrata ulaganja općenito je u roku od 1 godine, a u nekim slučajevima trošak se može čak oporaviti u 6-8 mjeseci.
Plan obnove minimizacije posebno je pogodan za elektrane sa relativno dobrim operativnim uvjetima i kratkim preostalim radnim periodima (poput manje od 5 godina), ili kao prijelazna mjera prije sprovođenja drugih planova obnove. U praktičnim primjenama učinak čišćenja komponenata posebno je značajan. Ovisno o okolišu, redovno čišćenje može poboljšati efikasnost proizvodnje električne energije za 5-15%, dok je trošak investicije samo 02-0. 05 yuan \/ w \/ vrijeme. Vrijedno je napomenuti da minimiziranje obnove ne može značajno poboljšati ukupne performanse elektrane, ali igra važnu ulogu u održavanju dizajniranog nivoa proizvodnje električne energije i sprječavajući opadanje brzine.
Plan obnove srednje skale
Ovo predstavlja izbor s boljom tehničkom i ekonomskom izvodljivošću, obično, uključujući djelomičnu komponentu (poput zamjene {0}}% Sredstva stare komponente), nadogradnja niza, nadgledanje podataka, podešavanje nosača i druge tehničke mjere. Investicija jedinice za ovu vrstu šeme je oko 0. 5-0. 8 Yuan \/ W, što može donijeti {15-25% povećanja proizvodnje električne energije, a rok za otplatu ulaganja općenito je 3-5 godina. Renoviranje srednje skale posebno je pogodna za projekte elektrana sa neuravnoteženim statusom komponente, inverterska tehnologija značajno zaostaje za trenutnim standardima (poput ranih centraliziranih pretvarača sa efikasnošću ispod 96%) ili sustavima koji nedostaju.
Iz tehničke i ekonomske perspektive, nadogradnje pretvarača obično su najprofitabilniji projekt u ovoj shemi. Moderni pretvarači niza ne samo da imaju efikasnost od preko 98,5%, već mogu postići praćenje niza, učinkovito poboljšanje dostupnosti sustava od 2-3 procentnih bodova. Za zamjenu nekih komponenti može se usvojiti strategija "à la carte", prioritetnam zamjene komponenti s jakom prigušivanjem (poput prigušenja moć veće od 20%) ili očigledne vruće tačke, kako bi se dobila maksimalna generizacija energije uz minimalnu investiciju. Renoviranje srednje skale postiglo je dobru ravnotežu između ulaganja u investicijsku i poboljšanje performansi, što ga čini idealnim izborom za većinu elektrana koje su u funkciji za 5-10 godine.
Sveobuhvatni plan nadogradnje
To je najopretresnija tehnološka metoda transformacije među tri puta, uključujući zamjenu svih komponenti modelima visokog efikasnosti (poput nadogradnje iz polikostaltalnog silicijuma do monokristalnog PERC-a, a ažuriranje omjera za podršku, optimiziranjem kapaciteta na 1. 3-1. 5 puta, instaliranje inteligentnih radnih platformi i drugih platformi i drugih opsežnih mjere. Investicijska skala takvih shema je relativno velika, oko 1. 2-1. 8 yuan \/ w bez skladištenja energije i povećava se 2. 0-2 5 yuan \/ w sa sistemima za skladištenje energije (kao što je 15% {-20%, ali može donijeti rast generiranja {30-50%. Rok za povrat ulaganja za sveobuhvatnu nadogradnju je relativno duga, obično 5-7 godina, što je pogodno za visokokvalitetne elektrane sa oskudnim kopnenim resursima, visoko na mrežnim cijenama električne energije, posebno onima koji se nalaze u razrednim resursima sa više od 10 godina rada.
Značajna prednost sveobuhvatne nadogradnje je mogućnost korištenja najnovijih tehnoloških dostignuća, poput dvostranih komponenti, zagrada za praćenje, inteligentne operacije i održavanje, što ne samo povećava troškove napajanja, već i značajno smanjuje troškove rada i održavanja (smanjenje ručnih inspekcija). Pored toga, iako instaliranje sistema za pohranu energije povećava početnu investiciju, može stvoriti dodatni prihod kroz modele dodane vrijednosti kao što su Peak Valley arbitraža i pomoćne usluge. U nekim tržišnim regijama za trgovanje električnom energijom, skladištenja energije može povećati cjelokupni ir za projekt po 2-3 procentnim poenima.