Gubitak elektrane na osnovu gubitaka apsorpcije fotonaponskog niza i gubitaka invertera
Pored utjecaja faktora resursa, na proizvodnju fotonaponskih elektrana utječu i gubici proizvodne i pogonske opreme elektrane. Što je veći gubitak opreme elektrane, to je manja proizvodnja energije. Gubitak opreme fotonaponske elektrane uglavnom uključuje četiri kategorije: gubitke apsorpcije fotonaponskog kvadratnog niza, gubitke invertera, gubitke vodova za prikupljanje energije i kutičnog transformatora, gubitke u pojačivačkoj stanici itd.
(1) Gubitak apsorpcije fotonaponskog niza je gubitak snage od fotonaponskog niza kroz kutiju kombinatora do DC ulaznog kraja invertera, uključujući gubitak usljed kvara opreme fotonaponske komponente, gubitak zaštite, gubitak ugla, gubitak DC kabla i gubitak na grani kutije kombinatora;
(2) Gubitak invertora odnosi se na gubitak snage uzrokovan konverzijom istosmjerne u izmjeničnu struju invertora, uključujući gubitak efikasnosti konverzije invertora i gubitak mogućnosti praćenja maksimalne snage MPPT-a;
(3) Gubitak snage na sabirnoj liniji i kutijastom transformatoru je gubitak snage od AC ulaznog kraja invertora kroz kutijasti transformator do brojila snage svake grane, uključujući gubitak na izlazu invertora, gubitak konverzije kutijastog transformatora i gubitak u liniji postrojenja;
(4) Gubitak u pojačalnoj stanici je gubitak od brojila snage svake grane kroz pojačalnu stanicu do priključnog brojila, uključujući gubitak glavnog transformatora, gubitak transformatora stanice, gubitak sabirnice i ostale gubitke u vodovima stanice.
Nakon analize podataka iz oktobra za tri fotonaponske elektrane sa sveobuhvatnom efikasnošću od 65% do 75% i instaliranim kapacitetom od 20 MW, 30 MW i 50 MW, rezultati pokazuju da su gubici apsorpcije fotonaponskog niza i gubici invertera glavni faktori koji utiču na proizvodnju elektrane. Među njima, fotonaponski niz ima najveće gubitke apsorpcije, koji iznose oko 20~30%, zatim gubici invertera, koji iznose oko 2~4%, dok su gubici na sabirnim linijama i transformatorima te gubici u pojačanoj stanici relativno mali, sa ukupno oko 2%.
Daljnjom analizom gore spomenute fotonaponske elektrane od 30 MW, investicija u njenu izgradnju iznosi oko 400 miliona juana. Gubitak energije u elektrani u oktobru iznosio je 2.746.600 kWh, što čini 34,8% teorijske proizvodnje energije. Ako se izračuna po cijeni od 1,0 juana po kilovat-satu, ukupni gubitak u oktobru iznosio je 4.119.900 juana, što je imalo ogroman utjecaj na ekonomske koristi elektrane.
Kako smanjiti gubitke fotonaponske elektrane i povećati proizvodnju energije
Među četiri vrste gubitaka opreme fotonaponske elektrane, gubici na sabirnoj liniji i kutijastom transformatoru te gubici na pojačanoj stanici obično su usko povezani s performansama same opreme, a gubici su relativno stabilni. Međutim, ako oprema zakaže, to će uzrokovati veliki gubitak snage, pa je potrebno osigurati njen normalan i stabilan rad. Kod fotonaponskih panela i invertera, gubici se mogu minimizirati ranom izgradnjom, a kasnijim radom i održavanjem. Specifična analiza je sljedeća.
(1) Kvar i gubitak fotonaponskih modula i opreme kombinatorne kutije
Postoji mnogo opreme za fotonaponske elektrane. Fotonaponska elektrana od 30 MW u gornjem primjeru ima 420 razvodnih kutija, od kojih svaka ima 16 grana (ukupno 6720 grana), a svaka grana ima 20 panela (ukupno 134.400 baterija). Ukupna količina opreme je ogromna. Što je veći broj, veća je učestalost kvarova opreme i veći je gubitak snage. Uobičajeni problemi uglavnom uključuju pregorene fotonaponske module, požar na razvodnoj kutiji, polomljene panele baterija, lažno zavarivanje vodova, kvarove u grani strujnog kola razvodne kutije itd. Da bismo smanjili gubitak ovog dijela, s jedne strane, moramo ojačati prijem završetka i osigurati ga efikasnim metodama inspekcije i prijema. Kvalitet opreme elektrane povezan je s kvalitetom, uključujući kvalitet fabričke opreme, instalaciju i raspored opreme koji ispunjavaju standarde projektovanja, te kvalitet izgradnje elektrane. S druge strane, potrebno je poboljšati nivo inteligentnog rada elektrane i analizirati radne podatke putem inteligentnih pomoćnih sredstava kako bi se na vrijeme otkrio izvor kvara, izvršilo direktno rješavanje problema, poboljšala efikasnost rada osoblja za rad i održavanje i smanjili gubici u elektrani.
(2) Gubitak sjenčanja
Zbog faktora kao što su ugao instalacije i raspored fotonaponskih modula, neki fotonaponski moduli su blokirani, što utiče na izlaznu snagu fotonaponskog niza i dovodi do gubitka energije. Stoga je tokom projektovanja i izgradnje elektrane potrebno spriječiti da fotonaponski moduli budu u sjeni. Istovremeno, kako bi se smanjila šteta na fotonaponskim modulima uzrokovana fenomenom vrućih tačaka, treba ugraditi odgovarajući broj bypass dioda kako bi se niz baterija podijelio na nekoliko dijelova, tako da se napon i struja niza baterija proporcionalno gube i smanjuju gubici električne energije.
(3) Gubitak ugla
Ugao nagiba fotonaponskog panela varira od 10° do 90°, ovisno o namjeni, a obično se bira i geografska širina. Izbor ugla utiče na intenzitet sunčevog zračenja s jedne strane, a s druge strane, na proizvodnju energije fotonaponskih modula utiču faktori poput prašine i snijega. Gubitak snage uzrokovan snježnim pokrivačem. Istovremeno, ugao fotonaponskih modula može se kontrolisati inteligentnim pomoćnim sredstvima kako bi se prilagodio promjenama godišnjih doba i vremena i maksimizirao kapacitet proizvodnje energije elektrane.
(4) Gubitak invertora
Gubitak invertora se uglavnom ogleda u dva aspekta, jedan je gubitak uzrokovan efikasnošću konverzije invertora, a drugi je gubitak uzrokovan mogućnošću praćenja maksimalne snage MPPT invertora. Oba aspekta su određena performansama samog invertora. Korist od smanjenja gubitaka invertora kroz kasniji rad i održavanje je mala. Stoga je izbor opreme u početnoj fazi izgradnje elektrane određen, a gubitak se smanjuje odabirom invertora sa boljim performansama. U kasnijoj fazi rada i održavanja, podaci o radu invertora mogu se prikupljati i analizirati putem inteligentnih sredstava kako bi se pružila podrška u donošenju odluka za odabir opreme za novu elektranu.
Iz gornje analize se vidi da će gubici uzrokovati ogromne gubitke u fotonaponskim elektranama, te da bi ukupna efikasnost elektrane trebala biti poboljšana smanjenjem gubitaka u ključnim područjima, prvo. S jedne strane, koriste se efikasni alati za prihvatanje kako bi se osigurala kvaliteta opreme i izgradnje elektrane; s druge strane, u procesu rada i održavanja elektrane, potrebno je koristiti inteligentna pomoćna sredstva za poboljšanje proizvodnje i nivoa rada elektrane i povećanje proizvodnje električne energije.
Vrijeme objave: 20. decembar 2021.
