Perdita della centrale elettrica basata sulla perdita di assorbimento dell'impianto fotovoltaico e sulla perdita dell'inverter
Oltre all'impatto dei fattori legati alle risorse, la produzione di energia degli impianti fotovoltaici è influenzata anche dalla perdita delle apparecchiature di produzione e di esercizio della centrale. Maggiore è la perdita delle apparecchiature della centrale, minore è la produzione di energia. Le perdite delle apparecchiature di una centrale fotovoltaica includono principalmente quattro categorie: perdite di assorbimento del pannello fotovoltaico quadrato, perdite dell'inverter, perdite del trasformatore della linea di raccolta dell'energia e del box, perdite della stazione di booster, ecc.
(1) La perdita di assorbimento dell'array fotovoltaico è la perdita di potenza dall'array fotovoltaico attraverso la scatola di combinazione all'estremità di ingresso CC dell'inverter, inclusa la perdita per guasto dell'apparecchiatura dei componenti fotovoltaici, la perdita di schermatura, la perdita dell'angolo, la perdita del cavo CC e la perdita di diramazione della scatola di combinazione;
(2) La perdita dell'inverter si riferisce alla perdita di potenza causata dalla conversione da CC a CA dell'inverter, inclusa la perdita di efficienza di conversione dell'inverter e la perdita della capacità di tracciamento della potenza massima MPPT;
(3) La perdita della linea di raccolta dell'alimentazione e del trasformatore a scatola è la perdita di potenza dall'estremità di ingresso CA dell'inverter attraverso il trasformatore a scatola al contatore di potenza di ogni ramo, inclusa la perdita di uscita dell'inverter, la perdita di conversione del trasformatore a scatola e la perdita di linea nell'impianto;
(4) La perdita della stazione booster è la perdita dal contatore di potenza di ogni ramo attraverso la stazione booster al contatore del gateway, inclusa la perdita del trasformatore principale, la perdita del trasformatore della stazione, la perdita del bus e altre perdite di linea nella stazione.
Dopo aver analizzato i dati di ottobre di tre impianti fotovoltaici con un'efficienza complessiva dal 65% al 75% e una capacità installata di 20 MW, 30 MW e 50 MW, i risultati mostrano che le perdite di assorbimento del pannello fotovoltaico e le perdite dell'inverter sono i principali fattori che influenzano la potenza della centrale. Tra questi, il pannello fotovoltaico presenta le maggiori perdite di assorbimento, pari a circa il 20-30%, seguito dalle perdite dell'inverter, pari a circa il 2-4%, mentre le perdite della linea di raccolta dell'energia e del trasformatore e le perdite della stazione di boost sono relativamente ridotte, con un totale di circa il 2%.
Un'ulteriore analisi della suddetta centrale fotovoltaica da 30 MW: l'investimento per la sua costruzione ammonta a circa 400 milioni di yuan. La perdita di potenza della centrale a ottobre è stata di 2.746.600 kWh, pari al 34,8% della produzione teorica di energia. Calcolata a 1,0 yuan per kilowattora, la perdita totale a ottobre è stata di 4.119.900 yuan, con un impatto enorme sui profitti economici della centrale.
Come ridurre la perdita di energia delle centrali fotovoltaiche e aumentare la produzione di energia
Tra i quattro tipi di perdite delle apparecchiature di un impianto fotovoltaico, le perdite della linea di raccolta e del trasformatore a quadro e le perdite della stazione di booster sono solitamente strettamente correlate alle prestazioni dell'apparecchiatura stessa e le perdite sono relativamente stabili. Tuttavia, un guasto dell'apparecchiatura causerà una notevole perdita di potenza, pertanto è necessario garantirne il normale e stabile funzionamento. Per i pannelli fotovoltaici e gli inverter, le perdite possono essere ridotte al minimo attraverso una costruzione tempestiva e una successiva gestione e manutenzione. L'analisi specifica è la seguente.
(1) Guasto e perdita dei moduli fotovoltaici e delle apparecchiature della scatola di combinazione
Le apparecchiature di una centrale fotovoltaica sono numerose. La centrale fotovoltaica da 30 MW nell'esempio precedente è dotata di 420 quadri di collegamento, ognuno dei quali ha 16 derivazioni (per un totale di 6720 derivazioni), e ogni derivazione ha 20 pannelli (per un totale di 134.400 batterie). La quantità totale di apparecchiature è enorme. Maggiore è il numero, maggiore è la frequenza dei guasti alle apparecchiature e maggiore è la perdita di potenza. I problemi più comuni includono principalmente la bruciatura dei moduli fotovoltaici, l'incendio della scatola di giunzione, la rottura dei pannelli batteria, la saldatura difettosa dei cavi, i guasti nel circuito di derivazione del quadro di collegamento, ecc. Per ridurre le perdite di questo componente, da un lato, è necessario rafforzare l'accettazione del completamento e garantirla attraverso metodi di ispezione e accettazione efficaci. La qualità delle apparecchiature della centrale elettrica è correlata alla qualità, che comprende la qualità delle apparecchiature di fabbrica, l'installazione e la disposizione delle apparecchiature conformi agli standard di progettazione e la qualità costruttiva della centrale elettrica. D'altro canto, è necessario migliorare il livello di funzionamento intelligente della centrale elettrica e analizzare i dati operativi tramite mezzi ausiliari intelligenti per scoprire in tempo la fonte del guasto, eseguire la risoluzione dei problemi punto per punto, migliorare l'efficienza del lavoro del personale operativo e di manutenzione e ridurre le perdite della centrale elettrica.
(2) Perdita di ombreggiatura
A causa di fattori quali l'angolazione di installazione e la disposizione dei moduli fotovoltaici, alcuni moduli fotovoltaici possono essere bloccati, il che influisce sulla potenza erogata dal campo fotovoltaico e causa perdite di potenza. Pertanto, durante la progettazione e la costruzione della centrale elettrica, è necessario evitare che i moduli fotovoltaici siano in ombra. Allo stesso tempo, per ridurre i danni ai moduli fotovoltaici causati dal fenomeno dei punti caldi, è necessario installare un numero adeguato di diodi di bypass per suddividere la stringa di batterie in più parti, in modo che la tensione e la corrente della stringa di batterie vengano perse proporzionalmente, riducendo così la perdita di elettricità.
(3) Perdita d'angolo
L'angolo di inclinazione del campo fotovoltaico varia da 10° a 90° a seconda dello scopo e della latitudine. La scelta dell'angolo influisce da un lato sull'intensità della radiazione solare e, dall'altro, sulla produzione di energia dei moduli fotovoltaici, che è influenzata da fattori come polvere e neve, e dalla perdita di potenza causata dal manto nevoso. Allo stesso tempo, l'inclinazione dei moduli fotovoltaici può essere controllata tramite dispositivi ausiliari intelligenti per adattarsi alle variazioni stagionali e meteorologiche e massimizzare la capacità di produzione di energia della centrale elettrica.
(4) Perdita dell'inverter
Le perdite dell'inverter si riflettono principalmente in due aspetti: da un lato, la perdita causata dall'efficienza di conversione dell'inverter e, dall'altro, la perdita causata dalla capacità di inseguimento della potenza massima MPPT dell'inverter. Entrambi gli aspetti sono determinati dalle prestazioni dell'inverter stesso. Il vantaggio di ridurre le perdite dell'inverter attraverso il funzionamento e la manutenzione successivi è minimo. Pertanto, la selezione delle apparecchiature nella fase iniziale di costruzione della centrale elettrica è vincolata e le perdite vengono ridotte selezionando l'inverter con prestazioni migliori. Nella successiva fase di funzionamento e manutenzione, i dati di funzionamento dell'inverter possono essere raccolti e analizzati tramite strumenti intelligenti per fornire supporto decisionale nella selezione delle apparecchiature per la nuova centrale elettrica.
Dall'analisi di cui sopra, si evince che le perdite causeranno ingenti perdite negli impianti fotovoltaici e che l'efficienza complessiva dell'impianto dovrebbe essere migliorata riducendo innanzitutto le perdite nelle aree chiave. Da un lato, vengono utilizzati strumenti di collaudo efficaci per garantire la qualità delle apparecchiature e della costruzione della centrale elettrica; dall'altro, nel processo di gestione e manutenzione della centrale elettrica, è necessario utilizzare mezzi ausiliari intelligenti per migliorare la produzione e il livello operativo della centrale e aumentare la produzione di energia.
Data di pubblicazione: 20-12-2021
