1500Vdc anvendelse i solcelleanlægget
Reduktion af omkostninger og øget effektivitet har altid været retningen for elektriske folks indsats
1500VDC-tendens og uundgåeligt valg af paritetssystem
Reduktion af omkostninger og øget effektivitet har altid været retningen for Electric folks indsats. Blandt dem er den rolle, teknologisk innovation er nøglen til. I 2019, med Kinas accelererede subsidier, har 1500Vdc store forhåbninger.
Ifølge IHS-data fra forsknings- og analyseorganisationen blev 1500Vdc-systemet først foreslået i 2012, og FirstSolar investerede det første 1500Vdc solcelleanlæg i verden i 2014. I januar 2016 blev det første indenlandske 1500Vdc-demonstrationsprojekt Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotovoltaisk kraftgenerationsprojekt blev officielt tilsluttet nettet til elproduktion, hvilket markerede, at den indenlandske 1500Vdc-applikation i solcelleanlægget virkelig er kommet ind i scenen med praktiske demonstrationsapplikationer i stor skala. To år senere, i 2018, er 1500Vdc-teknologi anvendt i stor skala internationalt og nationalt. Blandt det tredje parti indenlandske førende projekter, der startede byggeriet i 2018, har Golmud-projektet med den laveste budpris (0.31 yuan / kWh) samt GCL Delingha- og Chint Baicheng-projekterne alle vedtaget 1500Vdc-teknologi. Sammenlignet med det traditionelle 1000Vdc solcelleanlæg er 11500Vdc-applikationen i solcelleanlægget for nylig blevet meget udbredt. Så kan vi let have sådanne spørgsmål:
Hvorfor øge spændingen fra 1000Vdc til 1500Vdc?
Kan andet elektrisk udstyr modstå højspændingen på 1500Vdc bortset fra inverteren?
Hvor effektivt er 1500Vdc-systemet efter brug?
1. Tekniske fordele og ulemper ved 1500Vdc-anvendelse i solcelleanlægget
fordel analyse
1) Reducer mængden af samledåse og jævnstrømskabel
I “Kode til design af solcelleanlæg (GB 50797-2012)” skal matchningen af solcellemoduler og invertere overholde følgende formel: I henhold til ovenstående formel og de relevante parametre for komponenterne, hver streng i 1000Vdc-systemet er generelt 22 komponenter, mens hver streng i 1500Vdc-systemet kan tillade 32 komponenter.
Idet vi tager et 285W modul 2.5 MW elproduktionsenhed og strengomformer som et eksempel, 1000Vdc-system:
408 solstrenge, 816 par bunkefundament
34 sæt 75kW strengomformer
1500Vdc system:
280 fotovoltaiske grupper streng
700 par bunkefundamenter
14 sæt 75kW strengomformere
da antallet af strenge reduceres, reduceres mængden af jævnstrømskabler, der er forbundet mellem komponenterne, og vekselstrømskablerne mellem strengene og inverteren.
2) Reducer DC-linjetab
∵ P = IRI = P / U
∴ U øges med 1.5 gange → I bliver (1 / 1.5) → P bliver 1 / 2.25
∵ R = ρL / S DC-kabel L bliver 0.67, 0.5 gange originalen
∴ R (1500Vdc) <0.67 R (1000Vdc)
Sammenfattende er 1500VdcP for DC-delen ca. 0.3 gange 1000VdcP.
3) Reducer en vis mængde teknik og fejlrate
På grund af reduktionen i antallet af jævnstrømskabler og koblingsbokse reduceres antallet af kabelforbindelser og ledningsføringsledninger, der er installeret under konstruktionen, og disse to punkter er tilbøjelige til at mislykkes. Derfor kan 1500Vdc reducere en bestemt fejlrate.
4) Reducer investering
At øge antallet af enkeltstrengede komponenter kan reducere omkostningerne ved en enkelt watt. De væsentligste forskelle er antallet af bunkefundamenter, længden af kablet efter jævnstrømskonvergens og antallet af samlebokse (centraliseret).
I forhold til 22-strengsskemaet i 1000Vdc-systemet kan 32-strengsskemaet i 1500Vdc-systemet spare omkring 3.2 point / W til kabler og bunkefundamenter.
Ulempeanalyse
1) Øgede udstyrskrav
Sammenlignet med 1000Vdc-systemet har spændingen, der er øget til 1500Vdc, en betydelig indvirkning på afbrydere, sikringer, lynbeskyttelsesanordninger og strømforsyninger, og stiller højere krav til modstandsspænding og pålidelighed, og enhedsprisen på udstyr vil være relativt forhøjet .
2) Højere sikkerhedskrav
Efter at spændingen er øget til 1500Vdc, øges risikoen for elektrisk sammenbrud, hvilket forbedrer isolationsbeskyttelsen og den elektriske frigang. Derudover, når en ulykke opstår på jævnstrømsiden, vil den stå over for mere alvorlige jævnstrømsbueudryddelsesproblemer. Derfor øger 1500Vdc-systemet systemets sikkerhedskrav.
3) Forøg muligheden for PID-effekt
Efter at solcellemodulerne er forbundet i serie, er lækstrømmen dannet mellem cellerne i højspændingsmodulet og jorden en vigtig årsag til PID-effekten. Efter at spændingen er øget fra 1000Vdc til 1500Vdc, er det indlysende, at spændingsforskellen mellem cellen og jorden vil stige, hvilket øger muligheden for PID-effekt.
4) Forøg matchningstab
Der er et vist tab af matchning mellem solstrenge, hovedsageligt forårsaget af følgende årsager:
- Fabrikseffekten af forskellige solcellemoduler vil have en afvigelse på 0 ~ 3%. De revner, der dannes under transport og installation, vil medføre en strømafvigelse.
- Ujævn dæmpning og ujævn blokering efter installationen vil også medføre en strømafvigelse.
- I betragtning af ovenstående faktorer vil øgning af hver streng fra 22 komponenter til 32 komponenter naturligvis øge matchningstabet.
- Som svar på ovenstående problemer på 1500V har udstyrsvirksomheder efter næsten to års forskning og efterforskning også foretaget nogle forbedringer.
For det andet 1500Vdc fotovoltaisk systemkerneudstyr
1. Solcellemodul
First Solar, Artus, Tianhe, Yingli og andre virksomheder tog føringen med lanceringen af 1500Vdc solcellemoduler.
Siden verdens første 1500Vdc fotovoltaiske kraftværk blev afsluttet i 2014, er anvendelsesvolumenet på 1500V-systemer fortsat udvidet. Drevet af denne situation begyndte IEC-standarden at inkorporere 1500V-relaterede specifikationer i implementeringen af den nye standard. I 2016 er IEC 61215 (til C-Si), IEC 61646 (til tynde film) og IEC61730 komponentsikkerhedsstandarder under 1500 V. Disse tre standarder supplerer ydelsestest og sikkerhedskrav til 1500V-komponentsystemet og bryder den sidste hindring for 1500V-kravene, hvilket i høj grad fremmer overholdelsen af 1500V-kraftværksstandarderne.
På nuværende tidspunkt har Kinas indenlandske førstelinjeproducenter lanceret modne 1500V-produkter, herunder enkeltsidede komponenter, dobbeltsidede komponenter, dobbeltglaskomponenter og har opnået IEC-relateret certificering.
Som svar på PID-problemet med 1500V-produkter tager de nuværende mainstream-producenter følgende to foranstaltninger for at sikre, at PID-ydelsen for 1500V-komponenter og konventionelle 1000V-komponenter forbliver på samme niveau.
1) Ved at opgradere samledåsen og optimere komponentlayoutdesignet for at imødekomme 1500 V krybestrækningsafstand og frigørelseskrav;
2) Tykkelsen på bagplanmaterialet øges med 40% for at forbedre isoleringen og sikre komponenternes sikkerhed;
For PID-effekten garanterer hver producent, at komponenten under 1500V-systemet stadig garanterer, at PID-dæmpningen er mindre end 5%, hvilket sikrer, at PID-ydeevnen for den konventionelle komponent forbliver på samme niveau.
2. Inverter
Oversøiske producenter som SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC lancerede generelt 1500V inverterløsninger omkring 2015. Mange indenlandske førsteklasses producenter har lanceret inverterprodukter baseret på 1500V-serien, såsom Sungrow SG3125, Huaweis SUN2000HA-serie osv., Og er de første, der frigives på det amerikanske marked.
NB / T 32004: 2013 er en standard, som indenlandske inverterprodukter skal opfylde, når de markedsføres. Det anvendte anvendelsesområde for den reviderede standard er en fotovoltaisk netforbundet inverter tilsluttet et PV-kildekredsløb med en spænding på ikke over 1500V DC og en AC-udgangsspænding på ikke over 1000V. Selve standarden inkluderer allerede DC 1500V-området og giver testkrav til overspænding af PV-kredsløb, elektrisk clearance, krybestrækningsafstand, strømfrekvens modstandsspænding og andre tests.
3. Kombinationsboks
Standarderne for kombinationsboksen og hver nøgleindretning er klar, og 1500Vdc er kommet ind i certificeringsstandarden for kombinationsboksen CGC / GF 037: 2014 “Tekniske specifikationer for fotovoltaisk kombinationsudstyr”.
4. Kabel
På nuværende tidspunkt er 1500V-standarden for solcellekabler også blevet introduceret.
5. Kontakt- og lynbeskyttelse
I fotovoltaisk industri i 1100Vdc-æraen er omformerens udgangsspænding op til 500Vac. Du kan låne 690Vac-distributionsomskiftersystemet og understøttende produkter; fra 380Vac spænding til 500Vac spænding, er der intet switch matchende problem. I den tidlige periode af 2015 havde hele solcelle- og strømdistributionsindustrien imidlertid ikke 800Vac / 1000Vac strømfordelingsafbrydere og andre specifikationer, hvilket resulterede i vanskeligheder med at understøtte hele produktet og høje supportomkostninger.
Omfattende beskrivelse
1500Vdc solcelleanlægget er blevet udbredt i udlandet og er allerede en moden applikationsteknologi over hele verden.
Derfor har solcelleanlæggets hovedudstyr opnået masseproduktion, og prisen er faldet kraftigt sammenlignet med demonstrationsfasen i 2016.
1500Vdc anvendelse i solcelleanlægget
Som nævnt ovenfor er 1500Vdc solcelleanlæg blevet anvendt i udlandet så tidligt som i 2014 på grund af dets lave samlede omkostninger og høje energiproduktion.
Global 1500Vdc-applikation i solcelleudforskningssagen
Den første solcelle meddelte i maj 2014, at det første 1500Vdc kraftværk bygget i Deming, New Mexico, blev taget i brug. Den samlede kapacitet på kraftværket er 52MW, 34 arrays vedtager 1000Vdc-struktur, og de resterende arrays vedtager 1500Vdc-struktur.
SMA annoncerede i juli 2014, at dets 3.2 MW solcelleanlæg, der blev bygget i Sandershauser Berg industripark i Niestetal, Kassel, det nordlige Tyskland, er taget i brug, og kraftværket bruger et 1500Vdc-system.
1500Vdc har været meget brugt i billige projekter
På nuværende tidspunkt har LSP udviklet sig med succes T1 + T2 klasse B + C, klasse I + II PV-beskyttelsesanordning SPD 1500Vdc, 1200Vdc, 1000Vdc, 600Vdc bruges meget i solcelleanlæg.
Storstilet 1500Vdc applikation i solcelleanlægget
For første gang blev det 257 MW solcelleanlæg fra Fu An Hua Hui i Vietnam med succes forbundet til nettet. Alle 1500V-integrerede integrerede løsninger til containeromformer blev brugt til at opnå accept fra design, konstruktion til netforbindelse. Projektet er beliggende i Huahui Town, Fuhua County, Phu An-provinsen, Vietnam, og det tilhører de centrale og sydlige kystområder. Under hensyntagen til det lokale geografiske miljø og økonomien i projektet valgte projektkunden endelig 1500V integreret løsning til containeromformer-boost.
Pålidelig løsning
I demonstrationen af fotovoltaisk kraftværksprojekt har kunder strenge krav til byggeri og produktkvalitet. Projektets installationskapacitet på jævnstrømsiden af projektet er 257 MW, der består af 1032 sæt 1500V DC kombinationsbokse, 86 sæt 1500Vdc 2.5MW centraliserede invertere, 43 sæt 5MVA mellemspændingstransformatorer og containeriserede integrerede løsninger til ringnetværksskabe, hvilket gør det let Installation og idriftsættelse kan forkorte byggecyklussen og reducere systemomkostningerne.
1500V-løsning samler "stor teknologi"
1500V-integreret løsning til containeromformer boost boost har karakteristika 1500V, stort firkantet array, højt kapacitetsforhold, højeffekt inverter, integreret inverter boost osv., Hvilket reducerer omkostningerne ved udstyr såsom kabler og samledåser. Reducerede indledende investeringsomkostninger. Især forbedrer det høje kapacitetsforholdsdesign effektivt den samlede boost-line-udnyttelsesgrad og indstiller et rimeligt kapacitetsforhold gennem aktiv overforsyning for at gøre systemet LCOE optimalt.
1500VDC-løsningen bruges i solcelleprojekter på mere end 900 MW i Vietnam. Vietnam Fu An Hua Hui 257MW solcelleprojekt er det største enkelt solcelleanlægsprojekt. Som det første parti af nye energidemonstrationsprojekter i Vietnam, efter at projektet er taget i drift, vil det optimere Vietnams magtstruktur, lette strømmangelproblemet i det sydlige Vietnam og fremme økonomisk og social udvikling i Vietnam af stor betydning.
Er 1500Vdc-applikationen i solcelleanlægget stadig langt fra storskala?
Sammenlignet med det 1000Vdc solcelleanlæg, der er meget udbredt i solcelleanlæg, er forskningen i 1500Vdc-applikationen i solcelleanlægget ledet af inverterproducenter for nylig blevet en hotteknologi inden for industrien.
Det er let at have spørgsmål som dette:
Hvorfor hæve spændingen fra 1000Vdc til 1500Vdc?
Kan andet elektrisk udstyr modstå højspændingen på 1500Vdc bortset fra inverteren?
Bruger nogen 1500Vdc-systemet nu? Hvordan er effekten?
Tekniske fordele og ulemper ved 1500Vdc-anvendelse i solcelleanlægget
1. Fordeleanalyse
1) Reducer brugen af kombinationsbokse og jævnstrømskabler. Hver streng i et 1000Vdc-system er generelt 22 komponenter, mens hver streng i et 1500VDC-system kan tillade 32 komponenter. Tag et 265W modul 1MW elproduktionsenhed som et eksempel,
1000Vdc system: 176 fotovoltaiske strenge og 12 kombinationsbokse;
1500Vdc system: 118 fotovoltaiske strenge og 8 kombinationsbokse;
Derfor er mængden af jævnstrømskabler fra solcellemoduler til kombinationsboksen ca. 0.67 gange, og mængden af jævnstrømskabler fra kombinationsboksen til inverteren er ca. 0.5 gange.
2) Reducer DC-ledningstab ∵P-tab = I2R-kabel I = P / U
∴U øges med 1.5 gange → I bliver (1 / 1.5) → P-tab bliver 1 / 2.25
Derudover bliver R-kablet = ρL / S, DC på DC-kablet 0.67, 0.5 gange originalen
CableR-kabel (1500Vdc) <0.67R-kabel (1000Vdc)
Sammenfattende er 1500VdcP-tabet af DC-delen ca. 0.3 gange 1000VdcP-tabet.
3) Reducer en vis mængde teknik og fejlrate
Da antallet af jævnstrømskabler og kombinationsbokse er reduceret, reduceres antallet af kabelforbindelser og ledninger til kombinationsboksen, der er installeret under konstruktionen, og disse to punkter er tilbøjelige til at mislykkes. Derfor kan 1500Vdc reducere en bestemt fejlrate.
2. ulempeanalyse
1) Stigning i udstyrskrav Sammenlignet med et 1000Vdc-system har øgning af spændingen til 1500Vdc en betydelig indvirkning på afbrydere, sikringer, lynafbrydere og skiftende strømforsyninger og stiller højere spændings- og pålidelighedskrav. forbedre.
2) Højere sikkerhedskrav Efter spændingen er øget til 1500Vdc, øges faren for elektrisk nedbrydning og afladning, så isoleringsbeskyttelse og elektrisk frigang skal forbedres. Derudover, hvis der opstår en ulykke på jævnstrømssiden, vil den stå over for et mere alvorligt jævnstrømsbue slukkeproblem. Derfor hæver 1500Vdc-systemet systemets krav til sikkerhedsbeskyttelse.
3) Forøgelse af den mulige PID-effekt Efter at PV-modulerne er tilsluttet i serie, er lækstrømmen dannet mellem højspændingsmodulernes celler og jorden en vigtig årsag til PID-effekten (for en detaljeret forklaring, svar venligst til “103 " i baggrunden). Efter at spændingen er øget fra 1000Vdc til 1500Vdc, er det klart, at spændingsforskellen mellem batterichippen og jorden vil stige, hvilket øger muligheden for PID-effekt.
4) Stigende matchningstab Der er et vist matchende tab mellem solcellestrengene, hvilket hovedsageligt skyldes følgende årsager:
Fabrikseffekten af forskellige solcellemoduler vil have en afvigelse på 0 ~ 3%.
Skjulte revner dannet under transport og installation vil medføre strømafvigelse
Ujævn dæmpning og ujævn afskærmning efter installationen vil også medføre en strømafvigelse.
I betragtning af ovenstående faktorer vil øgning af hver streng fra 22 komponenter til 32 komponenter naturligvis øge matchningstabet.
3. Omfattende analyse I ovenstående analyse, hvor meget 1500Vdc, der kan sammenlignes med 1000Vdc, kan forbedre omkostningseffektiviteten, og der er behov for yderligere beregninger.
Introduktion: Sammenlignet med det 1000Vdc solcelleanlæg, der er meget udbredt i solcelleanlæg, er forskningen i 1500Vdc-applikationen i solcelleanlægget ledet af inverterproducenter for nylig blevet et hotspot inden for industristeknologi. Så kan vi let have sådanne spørgsmål.
For det andet kerneudstyret i solcelleanlægget ved 1500Vdc
1) Solcellemoduler På nuværende tidspunkt har FirstSolar, Artes, Trina, Yingli og andre virksomheder lanceret 1500Vdc solcellemoduler, herunder konventionelle moduler og dobbeltglasmoduler.
2) Inverter På nuværende tidspunkt har mainstream-producenter lanceret 1500Vdc-invertere med en kapacitet på 1MVA ~ 4MVA, som er blevet anvendt i demonstrationskraftværker. Spændingsniveauet på 1500Vdc er dækket af de relevante IEC-standarder.
3) Standarder for kombinationsbokse og andre nøglekomponenter Kombinerbokse og nøglekomponenter er udarbejdet, og 1500Vdc er indgået i standardiseringsstandard CGC / GF037: 2014 “Tekniske specifikationer for kombineret fotovoltaisk udstyr”; 1500Vdc er afklaret af de fleste IEC-standarder som tilhørende kategorien af lavspændingsdirektiver, såsom afbryderstandarder IEC61439-1 og IEC60439-1, solcelleanlægssikringer IEC60269-6 og solcelleanlæg specielle lynbeskyttelsesanordninger EN50539-11 / -12 .
Da solcelleanlægget på 1500Vdc stadig er i demonstrationsfasen, og efterspørgslen på markedet er begrænset, er ovennævnte udstyr endnu ikke startet med masseproduktion.
1500Vdc anvendelse i solcelleanlægget
1. Macho Springs solkraftværk
Firstsolar annoncerede i maj 2014, at det første 1500Vdc kraftværk afsluttet i Deming, NewMexico blev taget i brug. Den samlede kapacitet for kraftværket er 52MW, 34 arrays bruger 1000Vdc struktur, og de resterende arrays bruger 1500Vdc struktur.
SMA meddelte i juli 2014, at dets 3.2 MW solcelleanlæg i Sandershauser Bergindustrialpark, en industripark i Niestetal, Kassel, Nordtyskland, er taget i brug. Kraftværket bruger et 1500Vdc-system.
2. Ansøgningssager i Kina
Golmud Sunshine Qiheng Ny energi Golmud 30MW solcelleprojekt
I januar 2016 blev det første indenlandske demonstrationsprojekt til 1500Vdc solcelleanlæg, Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW solcelleanlæg-tilsluttet elproduktionsprojekt, officielt forbundet til nettet til elproduktion, hvilket markerer, at det indenlandske 1500Vdc solcelleanlæg faktisk er kommet ind selve demonstrationsansøgningsfasen.
Udvikling af 1500V relaterede solcelleprodukter er allerede en tendens
Solcelleskomponenter og elektrisk udstyr i nuværende solcelleanlæg er designet og fremstillet baseret på jævnstrømskravene på 1000V. For at opnå et bedre udbytte af solcelleanlæg er der et presserende behov for et gennembrud i tilfælde af reduktion af solcellestøtte til dets energiproduktionsomkostninger og effektivitet. Derfor er udviklingen af 1500V relaterede solcelleanlæg blevet en tendens. 1500V højspændingskomponenter og understøttende elektrisk udstyr betyder lavere systemomkostninger og højere effektivitet til elproduktion. Introduktion af dette nye udstyr og teknologi kan få solcellerne til gradvist at slippe af med afhængighed af subsidier og opnå paritet online-adgang på et tidligt tidspunkt. 1500V krav til solcelleanlæg, invertere, kabler, kombinationsbokse og systemoptimering ”
Det relevante kerneudstyr i 1500V-systemet er vist ovenfor. Kravene på 1500V for hver enhed er også ændret i overensstemmelse hermed:
1500V komponent
• Komponenternes layout ændres, hvilket kræver højere krybestrækningsafstand for komponenterne;
• Komponentmaterialeændringer, stigende materiale og testkrav til bagplanet;
• Øgede testkrav til komponentisolering, spændingsmodstand, våd lækage og puls;
• Komponentomkostningerne er grundlæggende flade, og ydelsen forbedres;
• Der er i øjeblikket IEC-standarder for 1500Vdc-systemkomponenter. Såsom IEC 61215 / IEC 61730;
• 1500Vdc-systemkomponenter fra mainstream-producenter har bestået relevante certificeringer og PID-ydelsestest.
1500V jævnstrømskabel
• Der er forskelle i isolering, kappetykkelse, ellipticitet, isolationsmodstand, termisk udvidelse, saltspray og røgmodstandstest og stråleforbrændingstest.
1500V kombinationsboks
• Testkrav til elektrisk frigang og krybeafstand, effektfrekvensspænding og impuls modstå spænding og isolationsmodstand;
• Der er forskelle i lynafbrydere, afbrydere, sikringer, ledninger, selvdrevne kilder, anti-reverse dioder og stik;
• Standarder for kombinationsbokse og nøglekomponenter er på plads.
1500V inverter
• Lynafbrydere, afbrydere, sikringer og strømforsyninger er forskellige;
• Isolering, elektrisk frigang og afbrydelse af nedbrydning forårsaget af spændingsstigning;
• 1500V spændingsniveau er dækket af relevante IEC-standarder.
1500V-system
Ved design af 1500V systemstrenge plejede komponenterne i hver streng i 1000V-systemet at være 18-22, og nu vil 1500V-systemet i høj grad øge antallet af komponenter i serie til 32-34, hvilket gør flere strenge mindre og bliver en virkelighed.
Nuværende solcelleanlæg, DC-sidespænding 450-1000V, AC-sidespænding 270-360V; 1500V-system, antallet af enkeltstrengskomponenter steg med 50%, DC-sidespænding 900-1500V, AC-side 400-1000V, ikke kun DC-sidelinjetab falder Linjetabet på AC-siden er faldet betydeligt. 1500V krav til komponenter, invertere, kabler, kombinationsbokse og systemoptimering ”
Med hensyn til invertere blev 1MW centraliserede invertere tidligere brugt, og nu kan de udvides til 2.5MW invertere efter brug af et 1500V-system; og AC-sidenes nominelle spænding øges. Omformere med samme strøm og vekselstrømssiden Den reducerede udgangsstrøm hjælper med at reducere omformerens omkostninger.
Gennem omfattende beregninger, efter den tekniske forbedring af 1500V-systemet, kan de samlede systemomkostninger reduceres med ca. 2 cent, og systemeffektiviteten kan forbedres med 2%. Så anvendelsen af 1500V-systemet er til stor hjælp for at reducere systemomkostningerne.
Ved at bruge et 1500V-system øges antallet af komponenter i serie, antallet af parallelle forbindelser falder, antallet af kabler falder, og antallet af kombinerere og invertere falder. Spændingen øges, tabet reduceres, og effektiviteten forbedres. Reduceret installations- og vedligeholdelsesarbejde reducerer også installations- og vedligeholdelsesomkostninger. Dette kan reducere omkostningerne ved LCOE-værdi for elektricitet.
Den store trend! 1500V solcelleanlæg fremskynder fremkomsten af paritetstiden
I 2019, med ændringerne i solcellepolitikker, byder industrien på at reducere omkostningerne til elektricitet, og det er en uundgåelig tendens at bevæge sig mod overkommelig internetadgang. Derfor er teknologisk innovation et gennembrud, at reducere omkostningerne ved elektricitet og mindske afhængigheden af subsidier er blevet en ny retning for en sund udvikling inden for solceller. På samme tid har Kina, som verdens førende producent af solcelleanlæg, hjulpet de fleste lande med at opnå paritet på Internettet, men det er stadig et stykke væk fra paritet på Internettet af forskellige årsager.
Hovedårsagen til, at det oversøiske solcellemarked kan opnå paritet, er, at ud over Kinas fordele med hensyn til finansiering, jord, adgang, belysning, elpriser osv. Er det vigtigere og erfaringsmæssige punkt, at de er relativt Kina er mere fremskreden. For eksempel et solcelleanlæg med en spænding på 1500V. På nuværende tidspunkt er 1500V spændingsrelaterede produkter blevet den almindelige løsning til det oversøiske solcellemarked. Derfor bør indenlandske solceller også fokusere på innovation på systemniveau, fremskynde anvendelsen af 1500V og andre avancerede teknologier, realisere omkostningsreduktion, effektivitet og kvalitetsforbedring af kraftværker og i vid udstrækning fremme solcelleindustrien til at bevæge sig mod paritetstiden.
1500V bølge har fejet verden
Ifølge IHS-rapporten går den første foreslåede anvendelse af 1500V-systemet tilbage til 2012. I 2014 investerede FirstSolar i det første 1500V solcelleanlæg. Ifølge beregningen af FirstSolar: 1500V fotovoltaisk kraftværk reducerer antallet af parallelle kredsløb ved at øge antallet af fotovoltaiske moduler i serien; reducerer antallet af samledåser og kabler; på samme tid, når spændingen øges, reduceres kabeltabet yderligere, og systemets effektivitetseffektivitet forbedres.
I 2015 tog Kinas førende inverterproducent Sunshine Power føringen med at fremme systemløsninger baseret på 1500V inverterdesignet i branchen, men fordi andre understøttende komponenter ikke har dannet en komplet industriel kæde i Kina, og investeringsselskaber har begrænset bevidsthed om dette, I stedet for at prioritere oversøisk ekspansion efter storstilet indenlandsk forfremmelse, "erobrede" den først verden og vendte derefter tilbage til det kinesiske marked.
Set fra det globale marked er 1500V-systemet blevet en nødvendig betingelse for store solcelleprojekter for at reducere omkostningerne og øge effektiviteten. I lande med lave elpriser som Indien og Latinamerika vedtager store solcelleanlæg på jorden næsten alle 1500V-budordninger; lande med udviklede kraftmarkeder i Europa og USA har skiftet jævnspænding fra 1000V solcelleanlæg til 1500V; nye markeder som Vietnam og Mellemøsten er kommet direkte ind i 1500V-systemer. Det er værd at bemærke, at 1500 volt GW-niveau solcelleprojektet bruges over hele verden og gentagne gange har sat en global rekord med ultra-lave elpriser på nettet.
I USA tegnede den installerede kapacitet på 1500Vdc-udstyr i 2016 sig for 30.5%. I 2017 var det fordoblet til 64.4%. Det forventes, at dette tal vil nå 84.20% i 2019. Ifølge det lokale EPC-selskab: “Hvert nye 7GW jordkraftværk bruger hvert år 1500V. For eksempel bruger det første store solcelleanlæg i Wyoming, som netop er blevet tilsluttet til nettet, en 1500V centraliseret inverterløsning med sollys.
Ifølge estimater sammenlignet med et 1000V-system afspejles omkostningsreduktionen og effektivitetsforøgelsen på 1500V hovedsageligt i:
1) Antallet af komponenter, der er tilsluttet i serie, er øget fra 24 blokke / streng til 34 blokke / streng, hvilket reducerer antallet af strenge. Tilsvarende er forbruget af fotovoltaiske kabler faldet med 48%, og omkostningerne ved udstyr, såsom kombinationsbokse, er også reduceret med ca. 1/3, og omkostningerne er reduceret med ca. 0.05 yuan / Wp;
2) Stigningen i antallet af komponenter i serie reducerer systemomkostningerne til understøttelse, bunkefundament, konstruktion og installation med ca. 0.05 yuan / Wp;
3) Den AC-tilsluttede spænding i 1500V-systemet øges fra 540V til 800V, de nettilsluttede punkter reduceres, og AC- og DC-sidesystemets tab kan reduceres med 1 ~ 2%.
4) I henhold til det modne tilfælde på det oversøiske marked kan den optimale kapacitet for et enkelt underarray designes til at være 6.25 MW i 1500 V-systemer og endda op til 12.5 MW i nogle områder. Ved at øge kapaciteten i et enkelt underarray kan omkostningerne til vekselstrømsudstyr såsom transformere reduceres.
Derfor sammenlignet med det traditionelle 1000V-system kan 1500V-systemet reducere omkostningerne med 0.05 ~ 0.1 yuan / Wp, og den faktiske elproduktion kan stige med 1 ~ 2%.
Multipliceres med det "potentielle" 1500Vdc-system indenlandske marked
Sammenlignet med det internationale marked startede 1500V-systemet sent i de tidlige år af den kinesiske solcellerindustri på grund af den umodne forsyningskæde inden for teknologiindustrien, og dets udvikling var langsom. Kun et par førende virksomheder som Sunshine Power har gennemført F & U og certificering. Men med stigningen af 1500V-systemet på global skala har hjemmemarkedet udnyttet det og har opnået gode resultater i udvikling og innovation af 1500V-systemer og applikationer:
- I juli 2015 afsluttede den første 1500V centraliserede inverter udviklet og produceret af Sunshine Power i Kina med succes netforbindelsestesten og åbnede forspillet til 1500V-teknologien på hjemmemarkedet.
- I januar 2016 blev det første indenlandske 1500V solcelleanlæg demonstrationsprojekt tilsluttet til nettet til elproduktion.
- I juni 2016, i det første indenlandske Datong-lederprojekt, blev 1500V-centraliserede invertere anvendt i batches.
- I august 2016 tog Sunshine Power føringen med at lancere verdens første 1500V strengomformer, hvilket yderligere forbedrede den internationale konkurrenceevne for indenlandske solcelleanlæg.
Samme år blev Kinas første 1500V solcelleanlæg til solcelleanlæg formelt tilsluttet nettet til elproduktion i Golmud, Qinghai, hvilket markerede, at det indenlandske solcelleanlæg med 1500Vdc er begyndt at komme ind i området med praktisk anvendelse. Den samlede installerede kapacitet på kraftværket er 30MW. Sunshine Power leverer et komplet sæt af løsninger til dette projekt, reducerer kabelinvesteringens omkostninger med 20%, omkostningerne på 0.1 yuan / Wp og reducerer kraftigt AC- og DC-sidelinjetabene og transformatorens lavspændingssidesviklingstab.
1500V er blevet mainstream på det globale marked
1500V-systemet, som både har omkostningsreduktion og effektivitet, er efterhånden blevet det første valg for store jordkraftværker. Med hensyn til den fremtidige udvikling af 1500V-systemer forudsiger IHS, at andelen af 1500V-omformere fortsætter med at stige til 74% i 2019 og vil stige til 84% i 2020 og blive mainstream i branchen.
Fra perspektivet om 1500V installeret kapacitet var den kun 2GW i 2016 og oversteg 30GW i 2018. Den har opnået en vækst på mere end 14 gange på bare to år, og det forventes at opretholde en vedvarende højhastighedsvæksttrend. Det forventes, at kumulative forsendelser i 2019 og 2020 vil være Beløbet vil overstige 100GW. For kinesiske virksomheder har Sunshine Power installeret mere end 5GW på 1500V invertere over hele verden og har planer om at lancere mere avancerede 1500V-serie strenge og centraliserede invertere i 2019 for at imødekomme den hurtigt voksende efterspørgsel efter installeret marked.
At øge jævnstrømsspændingen til 1500V er en vigtig ændring i at reducere omkostningerne og øge effektiviteten og er nu blevet den almindelige løsning til international solcelleanlæg. Med æraen med tilbagegang og paritet i Kina vil 1500V-systemet også blive brugt mere og mere bredt i Kina, hvilket fremskynder ankomsten af Kinas omfattende paritets æra
Økonomisk analyse af 1500V solcelleanlæg
Fra 2018, uanset i udlandet eller indenlandsk, bliver applikationsandelen af 1500V-systemet større og større. Ifølge IHS-statistikker oversteg applikationsvolumenet på 1500V for store udenlandske jordkraftværker i fremmede lande 50% i 2018; ifølge de foreløbige statistikker var andelen af 2018V applikationer blandt det tredje parti frontløbere i 1500 mellem 15% og 20%.
Kan 1500V-systemet effektivt reducere elomkostningerne til projektet? Dette papir foretager en komparativ analyse af økonomien i de to spændingsniveauer gennem teoretiske beregninger og faktiske casedata.
I. Grundlæggende designskema
For at analysere omkostningsniveauet for 1500Vdc-applikationen i solcelleanlægget anvendes et konventionelt designskema til at sammenligne projektomkostningerne med de traditionelle 1000V-systemomkostninger.
1. beregningsforudsætning
1) Jordkraftværket, fladt terræn, installeret kapacitet er ikke begrænset af landarealet;
2) Ekstrem temperatur og ekstremt lav temperatur på projektstedet skal betragtes i henhold til 40 ℃ og -20 ℃.
3) Nøgleparametrene for udvalgte komponenter og invertere vises i nedenstående tabel.
2. Grundlæggende designskema
1) 1000V-serie designskema
22 310W dobbeltsidede solcellemoduler danner en gren på 6.82kW, 2 grene danner et firkantet array, 240 grene i alt 120 kvadratiske arrays og indgår i 20 75kW invertere (1.09 gange overfordeling på DC-siden, forstærkning på bagsiden) 15%, det er 1.25 gange over-provisionering) for at danne en 1.6368MW elproduktionsenhed.
Komponenten installeres vandret i overensstemmelse med 4 * 11, og de forreste og bageste faste fastgørelsesbeslag.
2) 1500V-serie designskema
34 310W dobbeltsidede solcellemoduler danner en 10.54kW gren, 2 grene danner en firkantet matrix, 324 grene har i alt 162 firkantede arrays, og 18 175kW invertere er installeret (1.08 gange overfordeling på DC-siden, forstærkning på tilbage I betragtning af 15% er det 1.25 gange overforsyning) til at danne en 3.415MW strømgenereringsenhed.
Komponenten installeres vandret i overensstemmelse med 4 * 17, og de forreste og bageste dobbelte stolpebeslag.
For det andet virkningen af 1500V på den oprindelige investering
Ifølge designskemaet ovenfor er en komparativ analyse af ingeniørmængden og omkostningerne ved 1500V-systemet og det traditionelle 1000V-system som følger.
Tabel 3: Investeringssammensætning af 1000V-systemet
Tabel 4: Investeringssammensætning af 1500V-systemet
Gennem komparativ analyse viser det sig, at 1000V-systemet sparer ca. 1500 yuan / W af systemomkostningerne sammenlignet med det traditionelle 0.1V-system.
For det tredje, indvirkningen af 1500V på elproduktion
Beregningsforudsætning:
Brug af de samme komponenter vil der ikke være nogen forskel i elproduktion på grund af forskelle i komponenter; forudsat at fladt terræn er, vil der ikke være nogen skyggeokklusion på grund af terrænændringer;
Forskellen i kraftproduktion er hovedsageligt baseret på to faktorer: tab af uoverensstemmelse mellem komponenter og strenge, jævnstrømstab og vekselstrømstab.
1. misforholdstab mellem komponenter og strenge
Antallet af seriekomponenter i en enkelt gren er øget fra 22 til 34. På grund af effektafvigelsen på ± 3W mellem forskellige komponenter vil effekttabet mellem 1500V systemkomponenter øges, men det kan ikke beregnes kvantitativt.
Antallet af adgangsveje for en enkelt inverter er blevet øget fra 12 til 18, men antallet af MPPT-sporingsveje for inverteren er blevet øget fra 6 til 9 for at sikre, at 2 grene svarer til 1 MPPT. MPPT-tabet stiger ikke.
2. DC- og AC-ledningstab
Beregningsformel for linjetab
Q-tab = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)
1) Beregning af DC-linjetab
Tabel: DC-linjetabsprocent for en enkelt gren
Gennem de ovennævnte teoretiske beregninger viser det sig, at jævnstrømstabet for 1500V-systemet er 0.765 gange det for 1000V-systemet, hvilket svarer til at reducere jævnstrømstabet med 23.5%.
2) Beregning af AC-ledningstab
Tabel: AC-tabstabforhold for en enkelt inverter
Ifølge de ovennævnte teoretiske beregninger viser det sig, at jævnstrømstabet for 1500V-systemet er 0.263 gange det for 1000V-systemet, hvilket svarer til at reducere vekselstrømstabet med 73.7%.
3) Faktiske sagsdata
Da misforholdstabet mellem komponenter ikke kan beregnes kvantitativt, og det faktiske miljø er mere ansvarligt, vil den aktuelle sag blive brugt til yderligere forklaring.
Denne artikel bruger de faktiske strømgenereringsdata for det tredje parti af et frontrunner-projekt. Dataindsamlingstiden er fra maj til juni 2019, i alt 2 måneders data.
Tabel: Sammenligning af elproduktion mellem 1000V og 1500V systemer
Fra ovenstående tabel kan det konstateres, at ved samme komponent, ved hjælp af de samme komponenter, inverterproducentens produkter og den samme monteringsmetode til beslag i løbet af maj til juni 2019, var 1500 V-systemets strømproduktionstimer 1.55% højere end 1000V-systemet.
Det kan ses, at selv om stigningen i antallet af enkeltstrengskomponenter vil øge mismatchtabet mellem komponenter, fordi det kan reducere DC-linjetabet med ca. 23.5% og AC-linjetabet med ca. 73.7%, kan 1500V-systemet øge energiproduktion af projektet.
For det fjerde en omfattende analyse
Gennem analysen ovenfor kan vi finde, at sammenlignet med det traditionelle 1000V-system, 1500V-systemet,
1) Kan spare omkring 0.1 yuan / W systemomkostninger;
2) Selvom stigningen i antallet af enkeltstrengskomponenter vil øge mismatchtabet mellem komponenterne, men fordi det kan reducere DC-linjetabet med ca. 23.5% og AC-linjetabet med ca. 73.7%, vil 1500V-systemet øge energiproduktion af projektet.
Derfor kan 1500Vdc anvendelse i solcelleanlægget omkostningerne til strøm reduceres til en vis grad.
Ifølge Dong Xiaoqing, formand for Hebei Energy Engineering Institute, valgte mere end 50% af de jordbaserede solcelleanlæg projekteringsskemaer udført af instituttet 1500V; det forventes, at den nationale 1500V-andel af jordkraftværker i 2019 vil nå omkring 35%; den øges yderligere i 2020.
IHS Markit, et velkendt internationalt konsulentbureau, gav en mere optimistisk prognose. I deres 1500V globale solcelleanalyserapport påpegede de, at den globale 1500V solcelleanlægskala ville overstige 100GW i de næste to år.
Figur: Prognose for andelen af 1500V i globale jordkraftværker
Uden tvivl, når den globale fotovoltaiske industris de-subsidieringsproces accelererer, og den ultimative stræben efter elomkostninger, 1500V, som en teknisk løsning, der kan reducere elektricitetsomkostningerne, vil i stigende grad blive brugt.
