Солнечные электростанции: 7 причин для завышения мощности PV массива.

Дата добавления: 12.01.2016

Завышение PV массива, также называемое как и занижение мощности сетевого инвертора, заключается в установке гелиополя с номинальной мощностью постоянного тока, которая превышает заявленную выходную мощность инвертора (т.е. DC (STC) > AC). Эта статья может быть ценным инструментом для системных инженеров, стремящихся получить максимальное количество энергии при низкой удельной стоимости. Причины завышения PV массивов и важные факторы мотивирующие к применению данного метода приведены ниже:

1)     Делайте более эффективной работу инвертора .

Фотоэлектрические модули имеют рейтинги, которые определяют, как они будут работать. Рейтинги их мощности, тока и напряжения определенны в стандартных условиях испытания (STC). STC подразумевают работу солнечной батареи при следующих условиях:

  • Температура нагрева модуля 25°С
  • Масса воздуха AM 1,5
  • Солнечная инсоляция 1000 Вт/м2

Очевидно, что в реальных условиях солнечная батарея очень редко может быть подвергнута работе в условиях STC. Условия эксплуатации могут изменяться в течение дня и температура может сильно повлиять на выходную мощность солнечной батареи. Поскольку температура PV массива увеличивается, его напряжение и мощность будет уменьшаться. Обычно в солнечный полдень (максимальная солнечная инсоляция),  PV массив будет иметь условия работы на 20-25% ниже от STC, из-за температуры гелиополя, которая непременно выше чем 25ºC. Это означает, что ясным солнечным днем, в полдень, PV массив мощностью 100 кВт будет генерировать примерно 77кВт. В итоге 23% от номинальной мощности массива недополучены!

То есть PV массив очень редко выдает свою номинальную мощность, поэтому при подборе инвертора, в соответствии с реальной пиковой мощностью, оптимальней использовать сетевой инвертор с выходной мощностью меньшей от номинальной мощности гелиополя. 

2)  Опустите удельную стоимость полученной энергии.

С завышением PV массива, может быть достигнута более низкая стоимость поставляемой энергии (€ за кВт/ч). Завышение PV массива увеличит стоимость фотоэлектрических модулей и конструкций для их монтажа. Однако, это может быть сделано без увеличения мощности инвертора и других компонентов системы, что добиться меньшегосоотношением  стоимости €/кВт. Это в свою очередь дает более низкую удельную стоимость энергии, питающей дом или отпущенной в сеть по зеленому тарифу. Примером послужит сопоставление с использованием программы SunnyDesign, которое показывает, что завышение PV массива с сетевым инвертором SMA SunnyBoy 5000TL-21 (выходная мощность 5 кВт) дает годовое увеличение генерации энергия более чем на 28% при увеличении общей стоимости установки на 10%.

3) Сокращение затрат на инвертор.

С завышением PV массива, энергия выходного тока этого массива может лучше соответствовать номинальномой мощности инвертора. Это означает, что может быть использован инвертор с мощностью ниже, а это позволит понести меньше затрат. Следовательно, это может уменьшить относительную стоимость сетевого инвертора по сравнению с общей стоимостью солнечной установки.

4) Добейтесь требуемой генерацию при установке инверторов в ограниченном пространстве.

Инверторы иногда должны быть установлены в определенных местах, либо из-за ограничений владельца или согласно местным нормам. Это может означать, что было бы невозможно установить столько инверторов на участке, сколько необходимо для проектируемой мощность гелиополя.  Однако после завышения PV массивов, можно достичь почти такого же годового объема энергии с меньшим количеством установленных инверторов. Например, с помощью той же программы SunnyDesign от SMA, массив 100 кВт с тремя преобразователями SunnyTripower 25000TL-30(75кВт инверторов) будет производить только на 2% меньше годовой энергии по сравнению с тем же PV массивом и четырьмя STP25000TL-30 (т.е. 100кВт инверторов). Это означает, что при уменьшении количества инверторов на 25% генерации падает лишь на 2%.

5) Максимальное значение дневной энергии для владельца системы.

Для бизнеса, который работает в течение стандартных рабочих часов, важность дневной энергии из своей PV системы может быть различной в зависимости от индивидуальных обстоятельств. Выход PV может быть использован, чтобы избежать платы за превышение разрешенной пиковой мощности (страны Евросоюза) или компенсировать постоянные нагрузки, которые запитаны на месте. В таких случаях, завышение PV массива может обеспечить бизнес большей уверенностью в своих энергетических затратах, особенно учитывая относительную низкую цену фотоэлектрических модулей на сегодняшнем рынке. С завышением PV массива, инвертор может достичь своего номинального потенциала переменного тока раньше и продолжать работу в этой точке до конца дня, как показано на графике ниже.

6) Легче подобрать инвертор в случае неисправности и необходимости замены.

Иногда, если на инвертор уже не действует его гарантия и не удается его починить, не всегда возможно заменить его той же моделью. В таких случаях возможно потребуется приобрести и установить инвертор другой выходной мощности. Установив инвертор с более низкой выходной мощностью переменного тока, существующий PV массив будет оптимально с ним работать, учитывая изложенное выше и деградацию модулей за прошедшее время эксплуатации. В итоге стоимость восстановления солнечной установки для ее владельца подойдет к минимуму.

7) Сделайте оптимальнейшие Восточно-Западные PV массивы. 

Чаще всего PV массивы установлены для максимального выхода энергии и наклонены к экватору (юг в северном полушарии, на север в южном полушарии). Однако расположение кровли не всегда позволяет разместить фотомодули с ориентацией на юг. В таких случаях можно использовать восточные и западные склоны крыши, при этом разместить количество солнечных батарей, на одном склоне – равным мощности инвертора, поскольку PV массивы на восток и на запад будут иметь пики выходной мощности в зависимости от времени дня. Используя возможности калибровки инвертора, таким образом, можно обеспечить большую общую выходную энергию и более оптимальный выход переменного тока каждый день.

На какие факторы стоит обратить внимание для принятия решения в пользу завышения?

1. Входные характеристики инвертора

Наиболее важная характеристика, которая никогда не должна быть превышена для любого инвертора SMA - это входное напряжение. Инверторы и их составные компоненты разработаны и рассчитаны на определенные уровни входного напряжения. Если входное напряжение превышает этот показатель, это почти всегда приведет к немедленному отказу инвертора. Когда планируется завышение PV массива, важно, чтобы никогда не превышалось максимальное входное напряжение инвертора. Также нужно знать диапазон рабочего напряжения MPPT трекера, чтобы PV масив не выходил за его рамки. Когда напряжение PV массива за пределами диапазона рабочего напряжения MPPT, инвертор не может увеличить производительность системы. Для наиболее легкого проектирования превышений PV массивов используйте SunnyDesign, который является простым в использовании инструментом. Его использование может обеспечить предупреждение, если проект будет превышать критические входные параметры сетевого инвертора SMA.

2. Выделение тепла при эффективной работе инвертора

Проще говоря, потеря эффективности от инвертора реализуется как выделение тепла. Инвертор имеет разные рабочие эффективности при различных показателях выходной мощности. Пример кривой ниже показывает, что для STP25000TL-30, на определенных уровнях входного напряжения, работа между 0,5-1,0% менее эффективна при полной номинальной выходной мощности по сравнению с 60% или 80% номинальной выходной мощности. Это может привести к выделению тепла более чем в два раза при 100% выходной мощности переменного тока по сравнению с 60% или 80% от мощности. И когда  при завышении PV массива инвертор будет чаще работать на или близко к его выходной мощности по рейтингу переменного тока, тепловая энергия исходящая от инвертора может создать проблему для места установки, особенно если инверторы устанавливаются в помещениях заводов где поток воздуха и тепловыделение могут быть ограничены.

 

Выводы

Существует много разных причин для установки PV массивов превышающих мощность инвертора. Учитывая, что во время работы гелиополе почти не работает в номинальном режиме, завышение PV массива может сделать оптимальным использование инвертора с меньшей выходной мощностью и дать в итоге более низкую стоимость полученной электроэнергии. При завышение PV массивов, важно, чтобы не были достигнуты критические пределы входных характеристик инвертора. Для разработки системы с завышенным PV массивом - SunnyDesign является идеальным. Важно также всегда соответствовать местным нормам и пользоваться услугами квалифицированных системных проектировщиков и инсталляторов.


- Рейтинг темы: 5.00 из 5.00 проголосовавших: 122