Perda dunha central eléctrica baseada na perda de absorción de paneis fotovoltaicos e na perda do inversor
Ademais do impacto dos factores de recursos, a produción das centrais fotovoltaicas tamén se ve afectada pola perda de equipos de produción e operación da central eléctrica. Canto maior sexa a perda de equipos da central eléctrica, menor será a xeración de enerxía. A perda de equipos dunha central fotovoltaica inclúe principalmente catro categorías: perda de absorción de matrices cadradas fotovoltaicas, perda do inversor, perda de liña de recollida de enerxía e transformador de caixa, perda da estación elevadora, etc.
(1) A perda de absorción da matriz fotovoltaica é a perda de potencia desde a matriz fotovoltaica a través da caixa combinadora ata o extremo de entrada de CC do inversor, incluíndo a perda por fallo do equipo de compoñentes fotovoltaicos, a perda de blindaxe, a perda angular, a perda do cable de CC e a perda da derivación da caixa combinadora;
(2) A perda do inversor refírese á perda de potencia causada pola conversión de CC a CA do inversor, incluíndo a perda de eficiencia de conversión do inversor e a perda da capacidade de seguimento de potencia máxima do MPPT;
(3) A perda da liña de recollida de enerxía e do transformador da caixa son a perda de potencia desde o extremo de entrada de CA do inversor a través do transformador da caixa ata o contador de enerxía de cada ramal, incluíndo a perda de saída do inversor, a perda de conversión do transformador da caixa e a perda de liña dentro da planta;
(4) A perda da estación elevadora é a perda desde o contador de enerxía de cada ramal a través da estación elevadora ata o contador da pasarela, incluíndo a perda do transformador principal, a perda do transformador da estación, a perda do bus e outras perdas de liña dentro da estación.
Tras analizar os datos de outubro de tres centrais fotovoltaicas cunha eficiencia global do 65 % ao 75 % e unha capacidade instalada de 20 MW, 30 MW e 50 MW, os resultados mostran que a perda de absorción dos paneis fotovoltaicos e a perda do inversor son os principais factores que afectan á produción da central eléctrica. Entre eles, os paneis fotovoltaicos teñen a maior perda de absorción, representando aproximadamente o 20~30 %, seguidos da perda do inversor, que representa aproximadamente o 2~4 %, mentres que a perda da liña de recollida de enerxía e do transformador da caixa e a perda da estación elevadora son relativamente pequenas, cun total de aproximadamente o 2 %.
Unha análise máis profunda da central fotovoltaica de 30 MW mencionada anteriormente revela que o seu investimento na construción é duns 400 millóns de yuans. A perda de enerxía da central en outubro foi de 2.746.600 kWh, o que representa o 34,8 % da xeración teórica de enerxía. Se se calcula a 1,0 yuan por quilovatio-hora, a perda total en outubro foi de 4.119.900 yuans, o que tivo un enorme impacto nos beneficios económicos da central.
Como reducir as perdas dunha central fotovoltaica e aumentar a xeración de enerxía
Entre os catro tipos de perdas dos equipos das centrais fotovoltaicas, as perdas da liña de recollida e do transformador de caixa e a perda da estación elevadora adoitan estar estreitamente relacionadas co rendemento do propio equipo, e as perdas son relativamente estables. Non obstante, se o equipo falla, provocará unha gran perda de enerxía, polo que é necesario garantir o seu funcionamento normal e estable. No caso dos paneis fotovoltaicos e dos inversores, a perda pódese minimizar mediante unha construción temperá e un funcionamento e mantemento posteriores. A análise específica é a seguinte.
(1) Avaría e perda de módulos fotovoltaicos e equipamento de caixa combinada
Hai moitos equipos de centrais fotovoltaicas. A central fotovoltaica de 30 MW do exemplo anterior ten 420 caixas combinadoras, cada unha das cales ten 16 ramais (un total de 6720 ramais) e cada rama ten 20 paneis (un total de 134 400 baterías). A cantidade total de equipos é enorme. Canto maior sexa o número, maior será a frecuencia de fallos do equipo e maiores serán as perdas de potencia. Os problemas comúns inclúen principalmente a queima de módulos fotovoltaicos, incendios na caixa de conexións, paneis de baterías rotos, soldaduras incorrectas de cables, fallos no circuíto derivado da caixa combinadora, etc. Para reducir as perdas desta parte, por unha banda, debemos reforzar a aceptación final e garantir a súa eficacia mediante métodos de inspección e aceptación. A calidade dos equipos da central eléctrica está relacionada coa calidade, incluíndo a calidade do equipo de fábrica, a instalación e disposición do equipo que cumpre cos estándares de deseño e a calidade da construción da central eléctrica. Por outra banda, é necesario mellorar o nivel de funcionamento intelixente da central eléctrica e analizar os datos operativos mediante medios auxiliares intelixentes para descubrir a tempo a fonte de fallos, realizar a resolución de problemas punto a punto, mellorar a eficiencia do traballo do persoal de operación e mantemento e reducir as perdas da central eléctrica.
(2) Perda por sombreado
Debido a factores como o ángulo de instalación e a disposición dos módulos fotovoltaicos, algúns módulos fotovoltaicos quedan bloqueados, o que afecta á potencia de saída da matriz fotovoltaica e provoca perdas de potencia. Polo tanto, durante o deseño e a construción da central eléctrica, é necesario evitar que os módulos fotovoltaicos queden na sombra. Ao mesmo tempo, para reducir os danos nos módulos fotovoltaicos polo fenómeno do punto quente, débese instalar unha cantidade axeitada de díodos de bypass para dividir a cadea de baterías en varias partes, de xeito que a tensión e a corrente da cadea de baterías se perdan proporcionalmente para reducir a perda de electricidade.
(3) Perda de ángulo
O ángulo de inclinación do panel fotovoltaico varía de 10° a 90° dependendo do propósito, e normalmente se selecciona a latitude. A selección do ángulo afecta á intensidade da radiación solar, por unha banda, e a xeración de enerxía dos módulos fotovoltaicos vese afectada por factores como o po e a neve. Perda de enerxía causada pola capa de neve. Ao mesmo tempo, o ángulo dos módulos fotovoltaicos pódese controlar mediante medios auxiliares intelixentes para adaptarse aos cambios nas estacións e no tempo, e maximizar a capacidade de xeración de enerxía da central eléctrica.
(4) Perda do inversor
A perda do inversor reflíctese principalmente en dous aspectos: un é a perda causada pola eficiencia de conversión do inversor e o outro é a perda causada pola capacidade de seguimento de potencia máxima MPPT do inversor. Ambos aspectos están determinados polo rendemento do propio inversor. O beneficio de reducir a perda do inversor mediante unha operación e mantemento posteriores é pequeno. Polo tanto, a selección do equipo na fase inicial da construción da central eléctrica está bloqueada e a perda redúcese seleccionando o inversor con mellor rendemento. Na fase posterior de operación e mantemento, os datos de funcionamento do inversor pódense recompilar e analizar mediante medios intelixentes para proporcionar apoio á decisión para a selección do equipo da nova central eléctrica.
Da análise anterior, pódese observar que as perdas causarán enormes perdas nas centrais fotovoltaicas, e a eficiencia xeral da central eléctrica debería mellorarse reducindo primeiro as perdas en áreas clave. Por unha banda, utilízanse ferramentas de aceptación eficaces para garantir a calidade do equipo e a construción da central eléctrica; por outra banda, no proceso de operación e mantemento da central eléctrica, é necesario utilizar medios auxiliares intelixentes para mellorar a produción e o nivel de operación da central eléctrica e aumentar a xeración de enerxía.
Data de publicación: 20 de decembro de 2021
