Gubitak elektrane na temelju gubitka apsorpcije fotonaponskog niza i gubitka invertera
Osim utjecaja faktora resursa, na proizvodnju fotonaponskih elektrana utječe i gubitak proizvodne i pogonske opreme elektrane. Što je veći gubitak opreme elektrane, to je manja proizvodnja energije. Gubitak opreme fotonaponske elektrane uglavnom uključuje četiri kategorije: gubitak apsorpcije fotonaponske kvadratne mreže, gubitak invertera, gubitak voda za prikupljanje energije i kutičnog transformatora, gubitak pojačalne stanice itd.
(1) Gubitak apsorpcije fotonaponskog niza je gubitak snage od fotonaponskog niza kroz kutiju kombinatora do istosmjernog ulaznog kraja pretvarača, uključujući gubitak zbog kvara opreme fotonaponske komponente, gubitak zbog zaštite, gubitak kuta, gubitak istosmjernog kabela i gubitak na grani kutije kombinatora;
(2) Gubitak invertera odnosi se na gubitak snage uzrokovan pretvorbom istosmjerne u izmjeničnu struju invertera, uključujući gubitak učinkovitosti pretvorbe invertera i gubitak mogućnosti praćenja maksimalne snage MPPT-a;
(3) Gubitak na sabirnoj liniji i kutičnom transformatoru je gubitak snage od AC ulaznog kraja pretvarača kroz kutičasti transformator do brojila snage svake grane, uključujući gubitak na izlazu pretvarača, gubitak pretvorbe kutičastog transformatora i gubitak u liniji unutar postrojenja;
(4) Gubitak u pojačanoj stanici je gubitak od brojila snage svake grane kroz pojačanu stanicu do ulaznog brojila, uključujući gubitak glavnog transformatora, gubitak transformatora stanice, gubitak sabirnice i ostale gubitke u vodovima stanice.
Nakon analize podataka iz listopada za tri fotonaponske elektrane s ukupnom učinkovitošću 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 čimbenici koji utječu na izlaz elektrane. Među njima, fotonaponski niz ima najveće gubitke apsorpcije, koji čine oko 20~30%, zatim gubici invertera, koji čine oko 2~4%, dok su gubici na sabirnim vodovima i kutijskim transformatorima te gubici u pojačanoj stanici relativno mali, s ukupno oko 2%.
Daljnjom analizom gore spomenute fotonaponske elektrane od 30 MW, utvrđeno je da je ulaganje u njezinu izgradnju iznosilo oko 400 milijuna juana. Gubitak snage elektrane u listopadu 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 listopadu 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 sabirnom vodu 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, stoga je potrebno osigurati njezin normalan i stabilan rad. Kod fotonaponskih panela i pretvarača, gubici se mogu smanjiti ranom izgradnjom, a kasnijim radom i održavanjem. Specifična analiza je sljedeća.
(1) Kvar i gubitak fotonaponskih modula i opreme kombinirane 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 izgaranje fotonaponskih modula, požar na razvodnoj kutiji, slomljene panele baterija, lažno zavarivanje vodova, kvarove u grani strujnog kruga razvodne kutije itd. Kako bismo smanjili gubitak ovog dijela, s jedne strane moramo ojačati prihvaćanje dovršetka i osigurati ga učinkovitim metodama inspekcije i prihvaćanja. Kvaliteta opreme elektrane povezana je s kvalitetom, uključujući kvalitetu tvorničke opreme, ugradnju i raspored opreme koji zadovoljavaju standarde projektiranja te kvalitetu izgradnje elektrane. S druge strane, potrebno je poboljšati razinu inteligentnog rada elektrane i analizirati radne podatke putem inteligentnih pomoćnih sredstava kako bi se na vrijeme otkrio izvor kvara, provelo izravno rješavanje problema, poboljšala učinkovitost rada osoblja za rad i održavanje te smanjili gubici u elektrani.
(2) Gubitak sjenčanja
Zbog čimbenika poput kuta ugradnje i rasporeda fotonaponskih modula, neki fotonaponski moduli su blokirani, što utječe na izlaznu snagu fotonaponskog niza i dovodi do gubitka energije. Stoga je tijekom projektiranja i izgradnje elektrane potrebno spriječiti da fotonaponski moduli budu u sjeni. Istovremeno, kako bi se smanjila šteta na fotonaponskim modulima uzrokovana fenomenom vrućih točaka, 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 kuta
Kut nagiba fotonaponskog niza varira od 10° do 90° ovisno o namjeni, a obično se odabire i geografska širina. Odabir kuta utječe na intenzitet sunčevog zračenja s jedne strane, a s druge strane, na proizvodnju energije fotonaponskih modula utječu čimbenici poput prašine i snijega. Gubitak snage uzrokovan snježnim pokrivačem. Istovremeno, kut fotonaponskih modula može se kontrolirati inteligentnim pomoćnim sredstvima kako bi se prilagodio promjenama godišnjih doba i vremena te maksimizirao kapacitet proizvodnje energije elektrane.
(4) Gubitak invertera
Gubitak invertera uglavnom se odražava u dva aspekta, jedan je gubitak uzrokovan učinkovitošću pretvorbe invertera, a drugi je gubitak uzrokovan mogućnošću praćenja maksimalne snage MPPT invertera. Oba aspekta određena su performansama samog invertera. Korist od smanjenja gubitaka invertera kroz kasniji rad i održavanje je mala. Stoga je odabir opreme u početnoj fazi izgradnje elektrane zaključan, a gubitak se smanjuje odabirom invertera s boljim performansama. U kasnijoj fazi rada i održavanja, podaci o radu invertera mogu se prikupljati i analizirati inteligentnim sredstvima kako bi se pružila podrška u donošenju odluka za odabir opreme za novu elektranu.
Iz gornje analize vidljivo je da će gubici uzrokovati ogromne gubitke u fotonaponskim elektranama, a ukupna učinkovitost elektrane trebala bi se poboljšati smanjenjem gubitaka prvo u ključnim područjima. S jedne strane, koriste se učinkoviti alati za prihvaćanje 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 razine rada elektrane te povećanje proizvodnje električne energije.
Vrijeme objave: 20. prosinca 2021.
