Gyda datblygiad cyflym y diwydiant ffotofoltäig, yn gyffredinol mae gan orsafoedd pŵer ffotofoltäig adeiledig cynnar effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer isel oherwydd cyfyngiadau technolegol a heneiddio offer. Yn ôl yr ystadegau, mae graddfa'r gorsafoedd pŵer a roddwyd ar waith ac a weithredwyd am fwy na 10 mlynedd cyn 2014 wedi cyrraedd 19.5GW. Mae effeithlonrwydd cydran y gorsafoedd pŵer hyn yn gyffredinol yn llai na 17%, sy'n effeithio'n ddifrifol ar effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer a buddion economaidd.
Byddwn yn dadansoddi'r atebion technegol penodol yn fanwl ar gyfer gwella effeithlonrwydd hen weithfeydd pŵer ffotofoltäig o dri dimensiwn: adnewyddu caledwedd, optimeiddio system, a gweithredu a chynnal a chadw deallus. Byddwn yn darparu cymariaethau paramedr manwl a thablau dadansoddi buddion i ddarparu canllawiau adnewyddu technegol ymarferol ar gyfer perchnogion goroesiadau pŵer.
Y sefyllfa gyfredol a diagnosis problem o hen weithfeydd pŵer ffotofoltäig
Yn gyffredinol, roedd gorsafoedd pŵer ffotofoltäig wedi'u hadeiladu'n gynnar yn wynebu problemau effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer isel a chostau gweithredu a chynnal a chadw uchel. Yn ôl data'r diwydiant, mae effeithlonrwydd modiwlau planhigion pŵer ffotofoltäig a roddir ar waith cyn 2014 yn llai na 17%yn bennaf, yn llawer is na lefel effeithlonrwydd modiwl prif ffrwd cyfredol 22-25%. Mae gan y gorsafoedd pŵer hyn y problemau canlynol yn bennaf:
Mater heneiddio offer
Yn arbennig o amlwg. Roedd pŵer modiwlau silicon polycrystalline a ddefnyddiwyd mewn gorsafoedd pŵer cynnar yn gyffredinol rhwng 220-250 W, tra bod pŵer modiwlau modern wedi cyrraedd 550-720 W, gyda gwahaniaeth sylweddol. Mae gwanhau cydrannau hefyd yn eithaf difrifol. Yn ôl safonau'r diwydiant, ni ddylai cyfradd gwanhau cydrannau silicon polycrystalline yn ystod eu hoes 25 mlynedd fod yn llai nag 20%.
Fodd bynnag, mewn gweithrediad gwirioneddol, oherwydd y dechnoleg ddeunydd anaeddfed yn y cyfnod cynnar a rhai gweithgynhyrchwyr yn gostwng safonau ansawdd i reoli costau yn ystod y cyfnod gwrthdroi dwbl, mae llawer o gydrannau gweithfeydd pŵer wedi profi mannau poeth annisgwyl, craciau cudd, a heneiddio byrddau cefn. O ran gwrthdroyddion, roedd gwrthdroyddion canolog cynnar yn defnyddio 500kW yn bennaf a dim ond MPPT sengl oedd ganddyn nhw. Roedd yr ystod foltedd olrhain yn gul ac ni allai fodloni gofynion technegol cydrannau modern.
Diffygion Dylunio System
Cyfyngu effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer. Dyluniwyd gweithfeydd pŵer ffotofoltäig cynnar fel arfer gyda chymhareb capasiti 1: 1, tra bod gweithfeydd pŵer modern yn gyffredinol yn mabwysiadu dyluniad cymhareb capasiti 1: 1.1 neu uwch fyth. O ran cynllun cydran, yn aml nid oes gan hen weithfeydd pŵer ddadansoddiad cysgodol gwyddonol a chyfrifo bylchau, gan arwain at golledion occlusion difrifol rhwng araeau. Mae'r dewis cebl hefyd yn gymharol geidwadol, ac mae'r golled llinell yn uchel yn gyffredinol, gyda rhai gorsafoedd pŵer yn cyrraedd mwy na 3%, yn llawer uwch na safon ddelfrydol y diwydiant o 1%.
Rheoli Gweithredu a Chynnal a Chadw hen ffasiwn
Dyma bwynt poen mawr arall. Mae'r rhan fwyaf o hen orsafoedd pŵer yn dal i ddefnyddio archwiliad â llaw a dulliau cynnal a chadw goddefol, heb systemau monitro deallus, ni allant amgyffred statws gweithredu amser real offer, bod â chyflymder ymateb i fai araf, ac amser cymedrig hir i atgyweirio (MTTR).
Mae glanhau a chynnal a chadw yn dibynnu'n bennaf ar lafur â llaw. Ar gyfer gorsaf bŵer 20MW, mae defnyddio modd glanhau tryciau dŵr pwysedd uchel gyda 4 o bobl i bob cerbyd yn cymryd tua 15 diwrnod i gwblhau'r broses lanhau gyfan, sy'n aneffeithlon.
O ran y materion uchod, mae trawsnewid technolegol hen weithfeydd pŵer ffotofoltäig wedi dod yn fesur allweddol i wella cystadleurwydd cyffredinol y diwydiant ffotofoltäig. Trwy werthuso gwyddonol ac adnewyddu wedi'i dargedu, nid yn unig y gellir cynyddu'r cynhyrchu pŵer yn sylweddol, ond gellir ymestyn hyd oes yr orsaf bŵer hefyd, a gellir gwella'r enillion ar fuddsoddiad.
Isod, bydd datrysiadau technegol penodol yn cael eu trafod yn fanwl o dri dimensiwn: trawsnewid caledwedd, optimeiddio system, a gweithredu a chynnal a chadw deallus.
Cynllun trawsnewid caledwedd ac optimeiddio paramedr
Adnewyddu caledwedd yw'r ffordd fwyaf uniongyrchol ac effeithiol i wella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer hen weithfeydd pŵer ffotofoltäig, gan gynnwys diweddariadau cydrannau yn bennaf, amnewid gwrthdröydd, addasiadau braced, a gosodiadau storio ynni. Trwy uwchraddio ac ailosod offer craidd, gellir gwella gallu cynhyrchu pŵer a sefydlogrwydd gweithredol y system yn sylweddol.
Strategaeth diweddaru cydran a pharamedrau dewis
Cydrannau yw "calon" gweithfeydd pŵer ffotofoltäig, ac mae eu perfformiad yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer cyffredinol y gwaith pŵer. Ar gyfer gweithfeydd pŵer hŷn sydd wedi bod ar waith ers dros 10 mlynedd, gall uwchraddio cydrannau ddod â chanlyniadau ar unwaith. Ar hyn o bryd mae dau ddatrysiad diweddaru cydran prif ffrwd ar y farchnad:
Cynllun Amnewid Llawn
Yn addas ar gyfer gweithfeydd pŵer â heneiddio cydrannau difrifol (cyfradd wanhau yn fwy na 2 0%) neu ardaloedd mawr o graciau cudd a mannau poeth. Argymhellir defnyddio cydrannau topcon neu hjt n-math ar gyfer cydrannau newydd, gyda pharamedrau nodweddiadol gan gynnwys pŵer 570-720 wp, effeithlonrwydd trosi o 22. 4-25%, cyfernod tymheredd {-0.
O'i gymharu â chydrannau polycrystalline cynnar (gyda chyfradd pydredd flynyddol o {{0}}. 8-1%), gall gynhyrchu 15-20% yn fwy o drydan o fewn cylch bywyd 25 mlynedd. Fodd bynnag, mae cyfanswm y gost amnewid yn gymharol uchel, tua 0. 7-0. 9 yuan\/w, ac mae'n angenrheidiol ystyried yn gynhwysfawr gapasiti'r braced gwreiddiol a chydnawsedd y system drydanol.
Cynllun atodol capasiti cynyddrannol
Yn addas ar gyfer gorsafoedd pŵer gyda chydrannau mewn cyflwr da ond yn ddigonol. Y dull cyffredin o gynyddu capasiti system heb gynyddu'r defnydd tir yw cynyddu'r gymhareb capasiti 1: 1 wreiddiol i 1: 1. 1-1. 2. Wrth ychwanegu at y gallu, dylid rhoi sylw i gydnawsedd cydrannau hen a newydd. Argymhellir dewis cydrannau â pharamedrau foltedd tebyg (VMP, VOC) er mwyn osgoi'r "effaith gasgen".
Er enghraifft, defnyddiodd yr orsaf bŵer wreiddiol gydrannau gyda VOC o 38V, a dylid rheoli'r cydrannau sydd newydd eu hychwanegu o fewn ystod VOC 36-40 V i sicrhau paramedrau llinyn cyson o fewn yr un gylched MPPT. Gellir gosod cynllun y gydran yn fertigol, sy'n arwain at lai o golli pŵer o'i gymharu â chynllun llorweddol wrth ei gysgodi (gall hanner y gydran ddal i gynnal allbwn pŵer 50% wrth rwystro rhes o fatris).
Uwchraddio Gwrthdröydd ac Optimeiddio MPPT
Gwrthdröydd yw "ymennydd" system ffotofoltäig, ac mae ei effeithlonrwydd trosi a pherfformiad MPPT yn effeithio'n uniongyrchol ar y genhedlaeth pŵer. Roedd gorsafoedd pŵer cynnar yn aml yn defnyddio gwrthdroyddion canolog, a oedd yn gyffredinol yn cael problemau fel nifer fach o MPPTs (dim ond un sianel yr uned), ystod foltedd cul (megis 450-820 V), a foltedd cychwynnol uchel (fel 200V), gan arwain at golledion cynhyrchu pŵer difrifol yn y cyfnodau bore a gyda'r nos. Mae gwrthdroyddion llinyn modern fel arfer wedi'u cyfarparu â 3-6 MPPTS, gydag ystod foltedd eang o 200-1000 V a foltedd cychwynnol mor isel ag 80V, a all ymestyn yr amser cynhyrchu pŵer dyddiol effeithiol gan 1-2 awr.
Wrth ddisodli'r gwrthdröydd, mae'n bwysig ystyried y paramedr canlynol yn cyfateb:
Ystod foltedd MPPT:Dylai gwmpasu foltedd gweithredu cydrannau ar dymheredd eithafol. Gan gymryd cyfres o gydrannau 20 540 W (VMP =41. 65V) Fel enghraifft, gall y foltedd llinyn sengl gyrraedd 920V (VOC =49. 5V, cyfernod tymheredd -0 cyfwerth ag uchafswm i {8}, bod yn fwy na hynny. 1000V.
Addasrwydd Cymhareb Capasiti:Mae cymhareb capasiti'r system wedi'i haddasu fel arfer yn cael ei chynyddu i 1. 1-1. 2, ac mae angen i'r gwrthdröydd fod â chynhwysedd gorlwytho DC o 1.3 gwaith neu fwy er mwyn osgoi colledion terfyn pŵer.
Iawndal pŵer adweithiol nos:Mae'r orsaf bŵer yn cymryd rhan mewn rheoleiddio foltedd grid, a dylai'r gwrthdröydd newydd gefnogi modd SVG nos gydag ystod addasu ffactor pŵer o ± 0. 9.
Ar gyfer gorsafoedd pŵer â thir cymhleth, gellir defnyddio gwrthdroyddion llinyn i ddisodli datrysiadau canolog. Gan gymryd gorsaf bŵer 50MW fel enghraifft, gan ddisodli gwrthdroyddion canolog 10 500 kW gyda gwrthdroyddion llinyn 150 110 kW, er bod y buddsoddiad cychwynnol yn cynyddu tua 5%, gellir lleihau'r golled camgymhariad llinyn a achosir gan wahaniaethau tir o 5%i lai nag 1%, a bod y genhedlaeth flynyddol yn cynyddu gan y genhedlaeth flynyddol.
Addasu a Glanhau Braced Adnewyddu System
Mae optimeiddio braced yn ddatrysiad cost-effeithiol i wella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer. Roedd ongl gogwydd cynhaliaeth yr orsaf bŵer gynnar yn sefydlog ar y cyfan ac nid oedd yn ystyried y lledred lleol yn llawn (mae'r ongl gogwydd orau fel arfer yn hafal i ledred ± 5 gradd). Trwy addasu'r ongl gogwyddo, gellir cynyddu'r derbyniad ymbelydredd blynyddol gan 3-8%. Mewn gweithrediad ymarferol, mae angen defnyddio meddalwedd broffesiynol (fel PVSYST) i efelychu i gydbwyso'r gwahaniaethau cynhyrchu pŵer rhwng yr haf a'r gaeaf.
System Glanhau Awtomataidd
Gall gosod leihau costau gweithredu a chynnal a chadw yn sylweddol a gwella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer. Mae data cymharol yn dangos y gall gwahaniaeth cynhyrchu pŵer dyddiol cydrannau sydd wedi'u llygru'n drwm ar ôl glanhau gyrraedd 16%. Mae glanhau â llaw yn draddodiadol (4 o bobl i bob cerbyd) yn cymryd 15 diwrnod i gwblhau gwaith pŵer 20MW, wrth ddefnyddio cerbydau glanhau awtomataidd (1 person y cerbyd) yn unig yn cymryd 6 diwrnod, gan leihau costau llafur 75%. Ar gyfer ardaloedd ag adnoddau dŵr prin, gellir gosod robotiaid glanhau di -ddŵr i lanhau unwaith yr wythnos, gyda chyfnod ad -dalu o tua 2-3 mlynedd.
Gosod system storio ynni
Datrysiad effeithiol i fynd i'r afael â mater dogni pŵer. Trwy ffurfweddu storfa ynni gyda chynhwysedd {{{0}}% (fel 2MWH ar gyfer gorsaf bŵer 1 0 MW), gellir storio trydan yn ystod cyfyngiadau pŵer a'i ryddhau yn ystod oriau brig, gan leihau cyfradd yr ynni solar gwastraff. Mae cost gyfredol batris ffosffad haearn lithiwm wedi'i ostwng i 0. 7-0. 9 yuan\/wh, a chyda'r ddwy strategaeth arwystl a dwy strategaeth rhyddhau, gellir cynyddu'r gyfradd enillion fewnol 2-3 pwynt canran. Dylai dyluniad systemau storio ynni roi sylw i ddewis cyfradd rhyddhau gwefr (cyfradd C). Ar gyfer cymwysiadau sydd â chylch cyfartalog dyddiol, argymhellir cyfluniad 0. 25-0. 5c i gydbwyso hyd oes a gofynion pŵer.
Optimeiddio System a Datrysiadau Gweithredu a Chynnal a Chadw Deallus
Ar sail cwblhau trawsnewid caledwedd, gall optimeiddio lefel system ac adeiladu system weithredu a chynnal a chadw deallus ryddhau potensial cynhyrchu pŵer gweithfeydd pŵer ffotofoltäig ymhellach. Mae'r tasgau allweddol yn y cam hwn yn cynnwys optimeiddio'r gymhareb gallu, rheoli cysgodol, ac adeiladu systemau monitro deallus. Trwy'r mesurau hyn, gellir gwella effeithlonrwydd cyffredinol y system gan 5-15%.
Optimeiddio cymhareb capasiti a ffurfiant sgwâr
Optimeiddio cymhareb capasiti (cymhareb gallu modiwl ffotofoltäig i allu gwrthdröydd) yw'r allwedd i wella defnydd system. Roedd gweithfeydd pŵer ffotofoltäig cynnar yn aml yn mabwysiadu dyluniad cymhareb capasiti 1: 1, tra bod gweithfeydd pŵer modern fel arfer yn cael eu cynllunio ar gymhareb o 1: 1. 1-1. 2. Gall cynyddu'r gallu i allu capasiti alluogi'r gwrthdröydd i weithredu mewn pŵer sydd â sgôr hyd yn oed yn ystod cyfnodau o olau haul gwan, a thrwy hynny gynyddu nifer yr oriau o gynhyrchu pŵer.
Mae achosion peirianneg gwirioneddol yn dangos y gall cynyddu'r gymhareb capasiti o 1. 0 i 1.1 alluogi'r gwrthdröydd i gyflawni allbwn llwyth llawn yn ystod y cyfnod goleuo gorau, lleihau cost wat sengl y system 5-8%, a chynyddu'r gyfradd enillion fewnol 1. 5-2 pwyntiau canrannol.
Dadansoddiad cymharol economaidd o gynlluniau trawsnewid technolegol
Y gwerthusiad economaidd o drawsnewid technolegol gweithfeydd pŵer ffotofoltäig yw'r sylfaen graidd ar gyfer penderfyniadau buddsoddi, sy'n gofyn am ystyriaeth gynhwysfawr o'r cydbwysedd rhwng gwella perfformiad technolegol ac enillion ariannol. Mae'r cynlluniau adnewyddu gorsafoedd pŵer ffotofoltäig prif ffrwd cyfredol wedi'u rhannu'n dri chategori yn bennaf, pob un â gwahaniaethau sylweddol yn y raddfa fuddsoddi, effaith gwella cynhyrchu pŵer, a'r cyfnod ad -dalu buddsoddiad, ac maent yn addas ar gyfer prosiectau gorsafoedd pŵer sydd â gwahanol amodau ac anghenion.
Lleihau'r cynllun adnewyddu
Fel y llwybr trawsnewid technolegol mwyaf sylfaenol, mae'n cynnwys gwaith sylfaenol yn bennaf fel glanhau cydrannau rheolaidd, rheoli llystyfiant safle, cynnal a chadw gwrthdröydd, ac archwilio cysylltiad cebl. Cost buddsoddi uned y math hwn o gynllun yw'r isaf, fel arfer rhwng 0. 1-0. 2 yuan\/w, ond mae'r cynnydd mewn cynhyrchu pŵer yn gymharol gyfyngedig, tua 3-8%. Oherwydd ei raddfa fuddsoddi fach a'i chanlyniadau ar unwaith, mae'r cyfnod ad -dalu buddsoddi yn gyffredinol o fewn blwyddyn, ac mewn rhai achosion, gellir adfer y gost hyd yn oed o fewn 6-8 mis.
Mae'r cynllun adnewyddu lleihau yn arbennig o addas ar gyfer gorsafoedd pŵer sydd ag amodau gweithredu cymharol dda a chyfnodau gweithredu byr sy'n weddill (megis llai na 5 mlynedd), neu fel mesur trosiannol cyn gweithredu cynlluniau adnewyddu eraill. Mewn cymwysiadau ymarferol, mae effaith glanhau cydrannau yn arbennig o arwyddocaol. Yn dibynnu ar yr amgylchedd, gall glanhau rheolaidd wella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer gan 5-15%, tra bod y gost buddsoddi yn unig 0. 02-0. 05 yuan\/w\/amser. Mae'n werth nodi efallai na fydd lleihau'r gwaith adnewyddu yn gwella perfformiad cyffredinol yr orsaf bŵer yn sylweddol, ond mae'n chwarae rhan bwysig wrth gynnal y lefel cynhyrchu pŵer a ddyluniwyd ac atal dirywiad effeithlonrwydd cyflym.
Cynllun Adnewyddu Graddfa Ganolig
Mae hyn yn cynrychioli dewis gyda gwell dichonoldeb technegol ac economaidd, fel arfer gan gynnwys amnewid cydrannau rhannol (megis disodli {{0}}% cydrannau oed difrifol), uwchraddio gwrthdröydd llinyn, gosod system monitro data, addasiad braced, ac optimeiddio cymhareb gallu ac eraill. Mae'r buddsoddiad uned ar gyfer y math hwn o gynllun tua 0. 5-0. 8 yuan\/w, a all ddod â chynnydd 15-25% mewn cynhyrchu pŵer, ac mae'r cyfnod ad -dalu buddsoddi yn gyffredinol yn 3-5 mlynedd. Mae adnewyddu graddfa ganolig yn arbennig o addas ar gyfer prosiectau gorsafoedd pŵer sydd â statws cydran anghytbwys, technoleg gwrthdröydd ar ei hôl hi yn sylweddol y tu ôl i'r safonau cyfredol (megis gwrthdroyddion canolog cynnar gydag effeithlonrwydd o dan 96%), neu systemau monitro coll.
O safbwynt technegol ac economaidd, uwchraddio gwrthdröydd fel arfer yw'r prosiect mwyaf proffidiol yn y cynllun hwn. Mae gwrthdroyddion llinyn modern nid yn unig yn cael effeithlonrwydd o dros 98.5%, ond gallant hefyd sicrhau monitro lefel llinyn, gan wella argaeledd system yn effeithiol gan bwyntiau canran 2-3. Ar gyfer disodli rhai cydrannau, gellir mabwysiadu strategaeth "à la carte", gan flaenoriaethu disodli cydrannau â gwanhau difrifol (megis gwanhau pŵer sy'n fwy na 20%) neu fannau poeth amlwg, er mwyn cael y buddion cynhyrchu pŵer mwyaf posibl gyda'r buddsoddiad lleiaf posibl. Mae adnewyddu graddfa ganolig wedi sicrhau cydbwysedd da rhwng graddfa fuddsoddi a gwella perfformiad, gan ei wneud yn ddewis delfrydol ar gyfer y mwyafrif o orsafoedd pŵer sydd wedi bod ar waith ar gyfer 5-10 mlynedd.
Cynllun Uwchraddio Cynhwysfawr
Dyma'r dull trawsnewid technolegol mwyaf trylwyr ymhlith y tri llwybr, gan gynnwys disodli'r holl gydrannau â modelau effeithlonrwydd uchel (megis uwchraddio o silicon polycrystalline i PERC monocrystalline neu TopCon), ailgynllunio'r system gymorth, diweddaru pob gwrthdroad, gan optimeiddio'r ysgogiad capasiti a gosod y gymhareb capasiti i 1 gwaith, a 2 amser, a 2 amser {2 amser}}} a. Llwyfannau cynnal a chadw, a mesurau cynhwysfawr eraill. Mae graddfa fuddsoddi cynlluniau o'r fath yn gymharol fawr, tua 1. {2-1. 8 yuan\/w heb storio ynni, ac yn cynyddu i 2. 0-2. 5 yuan\/w gyda systemau storio ynni (megis 15% -20}}. Mae'r cyfnod ad-dalu buddsoddi ar gyfer uwchraddiad cynhwysfawr yn gymharol hir, fel arfer 5-7 mlynedd, sy'n addas ar gyfer gorsafoedd pŵer o ansawdd uchel sydd ag adnoddau tir prin, uchel ar brisiau trydan grid, neu gyfyngiadau pŵer difrifol, yn enwedig y rhai sydd wedi'u lleoli yn ardaloedd adnoddau ysgafn Dosbarth I gyda mwy na 10 mlynedd o weithredu.
Mantais sylweddol o uwchraddiad cynhwysfawr yw'r gallu i ddefnyddio'r cyflawniadau technolegol diweddaraf yn llawn, megis cydrannau dwy ochr, olrhain cromfachau, gweithredu deallus a chynnal a chadw, sydd nid yn unig yn cynyddu cynhyrchu pŵer ond hefyd yn lleihau costau gweithredu a chynnal a chadw yn sylweddol (lleihau anghenion archwilio llaw gan 30-50%). Yn ogystal, er bod gosod systemau storio ynni yn cynyddu buddsoddiad cychwynnol, gall greu refeniw ychwanegol trwy fodelau gwerth ychwanegol fel cyflafareddu Valley Peak a gwasanaethau ategol. Mewn rhai rhanbarthau masnachu trydan sy'n canolbwyntio ar y farchnad, gall storio ynni gynyddu IRR cyffredinol y prosiect gan bwyntiau canran 2-3.