1500Vdc rakendus fotogalvaanilises süsteemis
Kulude vähendamine ja efektiivsuse suurendamine on alati olnud elektriliste inimeste jõupingutuste suund
1500 VDC trend ja pariteetsüsteemi vältimatu valik
Kulude vähendamine ja efektiivsuse suurendamine on alati olnud Electric Electricu jõupingutuste suund. Nende hulgas on võtmetähtsusega tehnoloogilise innovatsiooni roll. 2019. aastal on Hiina kiirendatud toetustega 1500Vdc suuri lootusi.
Uurimis- ja analüüsiorganisatsiooni IHS-i andmetel tehti 1500Vdc süsteemile esmakordne ettepanek 2012. aastal ja FirstSolar investeeris 1500. aastal maailma esimese 2014Vdc fotogalvaanilise elektrijaama. 2016. aasta jaanuaris toimus esimene kodumaine 1500Vdc näidisprojekt Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotogalvaanilise elektritootmise projekt ühendati ametlikult elektrivõrguga, märkides, et fotogalvaanilise süsteemi kodumaine 1500 Vdc rakendus on tõepoolest jõudnud suuremahuliste praktiliste näidisrakenduste staadiumisse. Kaks aastat hiljem, 2018. aastal, on 1500 Vdc tehnoloogiat laialdaselt rakendatud nii rahvusvaheliselt kui ka riigisiseselt. 2018. aastal ehitust alustanud kodumaiste juhtprojektide kolmanda partii seas on madalaima pakkumishinnaga (0.31 jüaani / kWh) projekt Golmud, samuti GCL Delingha ja Chint Baicheng projektid kasutusele võtnud 1500Vdc tehnoloogia. Võrreldes traditsioonilise 1000Vdc fotogalvaanilise süsteemiga on fotogalvaanilise süsteemi 11500Vdc rakendust viimasel ajal laialdaselt kasutatud. Siis võivad meil tekkida sellised küsimused:
Miks tõsta pinget 1000Vdc-lt 1500Vdc-le?
Kas muud elektriseadmed, välja arvatud inverter, taluvad 1500 Vdc kõrgepinget?
Kui tõhus on 1500 Vdc süsteem pärast kasutamist?
1. Fotogalvaanilise süsteemi 1500 Vdc rakenduse tehnilised eelised ja puudused
eeliste analüüs
1) Vähendage jaotuskarbi ja alalisvoolukaabli hulka
Punktis “Fotogalvaaniliste elektrijaamade projekteerimiskoodeks (GB 50797-2012)” peaks fotogalvaaniliste moodulite ja muundurite sobitamine vastama järgmisele valemile: Vastavalt ülaltoodud valemile ja komponentide asjakohastele parameetritele peavad 1000 Vdc süsteemi kõik stringid vastama on üldiselt 22 komponenti, samas kui 1500Vdc süsteemi iga string võib lubada 32 komponenti.
Võttes näiteks 285W mooduli 2.5MW elektritootmisüksuse ja stringi muunduri, 1000Vdc süsteem:
408 fotogalvaanilist nööri, 816 paari vaia vundamenti
34 komplekti 75kW stringi inverterit
1500Vdc süsteem:
280 fotogalvaanilise rühma nööri
700 paari vaivundamente
14 komplekti 75kW stringi muundureid
kui stringide arvu vähendatakse, väheneb komponentide vahel ühendatud alalisvoolukaablite ning nööride ja muundurite vaheliste vahelduvvoolukaablite hulk.
2) Vähendage alalisvooluliini kadu
∵ P = IRI = P / U
∴ U suureneb 1.5 korda → I saab (1 / 1.5) → P saab 1 / 2.25
∵ R = ρL / S alalisvoolukaabel L muutub 0.67, 0.5 korda suuremaks kui algne
∴ R (1500 Vdc) <0.67 R (1000 Vdc)
Kokkuvõtteks võib öelda, et alalisvooluosa 1500 VdcP on umbes 0.3 korda suurem kui 1000 VdcP.
3) Vähendage teatud inseneri- ja rikete määra
Alalisvoolukaablite ja harukarpide arvu vähenemise tõttu väheneb ehituse ajal paigaldatud kaabliühenduste ja jaotuskarbi juhtmete arv ning need kaks punkti on altid riketele. Seetõttu võib 1500 Vdc vähendada teatud rikete määra.
4) Vähendage investeeringuid
Ühe stringiga komponentide arvu suurendamine võib vähendada ühe vati maksumust. Peamised erinevused on vaiavundamentide arv, kaabli pikkus pärast alalisvoolu lähenemist ja jaotuskarpide arv (tsentraliseeritud).
Võrreldes 22Vdc süsteemi 1000-stringilise skeemiga võib 32Vdc süsteemi 1500-stringiline skeem säästa kaablite ja vaiade jaoks umbes 3.2 punkti / W.
Puuduste analüüs
1) Suurenenud nõuded seadmetele
Võrreldes 1000Vdc süsteemiga on 1500Vdc-ni suurendatud pingel märkimisväärne mõju kaitselülititele, kaitsmetele, piksekaitseseadmetele ja lülititoiteallikatele ning see seab kõrgemad nõuded pingele ja töökindlusele ning seadmete ühikuhind tõuseb suhteliselt .
2) Kõrgemad ohutusnõuded
Pärast pinge suurendamist 1500 Vdc-ni suureneb elektririkke oht, parandades seeläbi isolatsiooni kaitset ja elektrilist kliirensit. Lisaks, kui alalisvoolu poolel juhtub õnnetus, seisab see silmitsi tõsisemate alalisvoolukaare kustutamise probleemidega. Seetõttu suurendab 1500Vdc süsteem süsteemi ohutuskaitse nõudeid.
3) Suurendage PID-efekti võimalust
Pärast fotogalvaaniliste moodulite järjestikku ühendamist on kõrgepingemooduli rakkude ja maapinna vahel tekkinud lekkevool PID-efekti oluline põhjus. Pärast pinge suurendamist 1000Vdc-lt 1500Vdc-ni on ilmne, et elemendi ja maapinna pinge erinevus suureneb, mis suurendab PID-efekti võimalust.
4) Suurendage sobitamise kaotust
Fotogalvaaniliste stringide sobitamine on teataval määral kadunud, peamiselt põhjustatud järgmistest põhjustest:
- Erinevate fotogalvaaniliste moodulite tehase võimsuse hälve on 0 ~ 3%. Transpordi ja paigaldamise käigus tekkinud praod põhjustavad võimsushälbe.
- Ebaühtlane sumbumine ja ebaühtlane blokeerimine pärast paigaldamist põhjustab ka võimsushälbe.
- Eeltoodud tegureid silmas pidades suurendab iga stringi suurendamine 22-lt komponendilt 32-le komponendile ilmselt sobituskadu.
- Vastuseks ülaltoodud 1500V probleemidele on seadmeteettevõtted pärast peaaegu kaheaastast uurimistööd teinud ka mõningaid parandusi.
Teiseks 1500Vdc fotogalvaanilise süsteemi tuumaseadmed
1. Fotogalvaaniline moodul
First Solar, Artus, Tianhe, Yingli ja teised ettevõtted võtsid juhtpositsiooni 1500Vdc fotogalvaaniliste moodulite turuletoomisel.
Alates maailma esimese 1500 Vdc fotogalvaanilise elektrijaama valmimisest 2014. aastal on 1500 V süsteemide rakenduste maht jätkuvalt suurenenud. Sellest olukorrast ajendatuna hakkas IEC standard 1500 V-ga seotud spetsifikatsioone kaasama uue standardi rakendamisse. 2016. aastal on IEC 61215 (C-Si jaoks), IEC 61646 (õhukeste kilede jaoks) ja IEC61730 alla 1500 V komponentide ohutusstandardid. Need kolm standardit täiendavad 1500 V komponendisüsteemi jõudluskontrolli ja ohutustestide nõudeid ning murravad 1500 V nõuete viimase takistuse, mis suuresti soodustab 1500 V elektrijaama standardite järgimist.
Praegu on Hiina kodumaised esimese rea tootjad turule toonud küpsed 1500 V tooted, sealhulgas ühepoolsed komponendid, kahepoolsed komponendid, topeltklaasist komponendid ja saanud IEC-ga seotud sertifikaadi.
Vastuseks 1500 V toodete PID-probleemile võtavad praegused peamised tootjad järgmised kaks meedet tagamaks, et 1500 V komponentide ja tavapäraste 1000 V komponentide PID jõudlus jääb samale tasemele.
1) ühenduskarbi uuendamise ja komponentide paigutuse kujunduse optimeerimise teel, et see vastaks 1500 V libisemiskauguse ja kliirensi nõuetele;
2) isolatsiooni suurendamiseks ja komponentide ohutuse tagamiseks suurendatakse tagaplaadi materjali paksust 40%;
PID-efekti jaoks garanteerib iga tootja, et 1500 V süsteemi korral garanteerib komponent ikkagi, et PID-sumbumine on alla 5%, tagades, et tavapärase komponendi PID-jõudlus jääb samale tasemele.
2. Inverter
Ülemeremaade tootjad, nagu SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC, tõid turule üldiselt umbes 1500. aasta paiku umbes 2015. aasta inverterlahendused. Paljud kodumaised esmatasandi tootjad on turule toonud 1500 V seeria baasil töötavad invertertooted, näiteks Sungrow SG3125, Huawei SUN2000HA seeria jne. on esimesed, kes USA turul turule lastakse.
NB / T 32004: 2013 on standard, millele kodumaised invertertooted peavad turustamisel vastama. Muudetud standardi kohaldamisala on fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverter, mis on ühendatud päikeseallika vooluahelaga, mille pinge ei ületa 1500 V alalisvoolu ja vahelduvvoolu väljundpinge kuni 1000 V. Standard ise sisaldab juba DC 1500V vahemikku ja annab katsenõuded PV-vooluahela ülepinge, elektrilise kliirensi, libisemiskauguse, elektrisageduse talumispinge ja muude katsete jaoks.
3. Kombainikarp
Kombainikarbi ja iga võtmeseadme standardid on valmis ning 1500 Vdc on jõudnud kombainikarbi sertifitseerimisstandardisse CGC / GF 037: 2014 “Fotogalvaanilise kombineerimisseadme tehnilised andmed”.
4. Kaabel
Praegu on kasutusele võetud ka fotogalvaaniliste kaablite 1500 V standard.
5. Lüliti ja piksekaitse
1100Vdc ajastu fotogalvaanikatööstuses on muunduri väljundpinge kuni 500Vac. Võite laenata jaotusvõrgu lülitussüsteemi 690Vac standardset süsteemi ja tugitooteid; alates 380Vac-pingest kuni 500Vac-pingeni pole lüliti sobitamise probleemi. Kuid 2015. aasta algusperioodil ei olnud kogu fotogalvaanilisel ja elektrijaotussektoril 800Vac / 1000Vac elektrilülitit ega muid spetsifikatsioone, mistõttu oli kogu toote toetamisel raskusi ja suured toetuskulud.
Põhjalik kirjeldus
1500Vdc fotogalvaanilist süsteemi on laialdaselt kasutatud välismaal ja see on juba küps rakendustehnoloogia kogu maailmas.
Seetõttu on fotogalvaanilise süsteemi põhivarustus saavutanud masstoodangu ning hind on 2016. aasta demonstratsioonietapiga võrreldes järsult langenud.
1500Vdc rakendus fotogalvaanilises süsteemis
Nagu ülalpool mainitud, on 1500 Vdc fotogalvaanilist süsteemi välismaal rakendatud juba 2014. aastal, kuna selle kulud on madalad ja kõrge elektritootmine.
Ülemaailmne 1500 Vdc rakendus fotogalvaanilise süsteemi uurimiskohas
Esimene päikeseenergia teatas 2014. aasta mais, et kasutusele võeti esimene 1500 Vdc elektrijaam, mis ehitati New Mexico osariigis Demingus. Elektrijaama koguvõimsus on 52MW, 34 massiivi võtab kasutusele 1000Vdc struktuuri ja ülejäänud massiivid kasutavad 1500Vdc struktuuri.
SMA teatas 2014. aasta juulis, et Põhja-Saksamaal Kasselis Niestetalis Sandershauser Bergi tööstusparki ehitatud 3.2 MW fotogalvaaniline elektrijaam on kasutusele võetud ja elektrijaam kasutab 1500 Vdc süsteemi.
1500 Vdc on laialdaselt kasutatud odavate projektide jaoks
Praegu on LSP edukalt arenenud T1 + T2 klass B + C, klass I + II PV liigpingekaitseseade SPD 1500Vdc, 1200Vdc, 1000Vdc, 600Vdc kasutatakse laialdaselt päikeseenergia fotogalvaanilise energia tootmisel.
Suuremahuline 1500Vdc rakendus fotogalvaanilises süsteemis
Esimest korda ühendati Vietnamis asuva Fu An Hua Hui 257 MW fotogalvaanilise elektri tootmise projekt edukalt võrguga. Kõiki 1500 V mahuti tüüpi inverter-astmelisi integreeritud lahendusi kasutati, et edukalt saavutada nõustumine projekteerimisest, ehitamisest võrguühenduseni. Projekt asub Huahui linnas, Fuhua maakonnas, Phu Ani provintsis, Vietnamis ja kuulub kesk- ja lõunarannikualadele. Võttes arvesse kohalikku geograafilist keskkonda ja projekti ökonoomikat, valis projekti klient lõpuks integreeritud lahenduse 1500V konteiner-tüüpi inverter boost.
Usaldusväärne lahendus
Fotogalvaanilise elektrijaama tutvustamisprojektis on klientidel ranged nõuded ehituse ja toodete kvaliteedile. Projekti alalisvoolu poolne projekti paigaldusvõimsus on 257 MW, mis koosneb 1032 komplektist 1500V alalisvoolu kombineerimiskastidest, 86 komplektist 1500Vdc 2.5MW tsentraliseeritud inverteritest, 43 komplektist 5MVA keskpinge trafodest ja konteineriga integreeritud lahendustest. ringvõrgu kappide jaoks, muutes selle hõlpsaks. Paigaldamine ja kasutuselevõtt võib lühendada ehitustsüklit ja vähendada süsteemi kulusid.
1500 V lahendus ühendab “suurt tehnoloogiat”
1500 V konteiner-tüüpi inverter-võimenduse integreeritud lahendusel on omadused 1500 V, suur ruudukujuline massiiv, suure võimsuse suhe, suure võimsusega inverter, integreeritud inverteri võimendus jne, mis vähendab selliste seadmete kui kaablite ja harukarpide maksumust. Vähendatud esialgsed investeerimiskulud. Eelkõige parandab suure läbilaskevõime suhtarvu kujundamine tõhusalt üldist võimendusliini kasutamise määra ja määrab aktiivse ülerahastamise kaudu mõistliku võimsussuhte, et muuta süsteemi LCOE optimaalseks.
1500 VDC lahendust kasutatakse Vietnamis üle 900MW fotogalvaanilistes projektides. Vietnam Fu Hua Hui 257MW fotogalvaaniline projekt on suurim ühe fotogalvaanilise elektrijaama projekt. Esimese uue Vietnami energeetiliste demonstratsiooniprojektide kogumina optimeerib see pärast projekti käivitamist Vietnami võimustruktuuri, leevendab Lõuna-Vietnami elektripuuduse probleemi ja edendab suure tähtsusega Vietnami majanduslikku ja sotsiaalset arengut.
Kas fotogalvaanilise süsteemi 1500 Vdc rakendus pole veel kaugeltki suuremahuline?
Võrreldes fotogalvaanilistes elektrijaamades laialdaselt kasutatava 1000Vdc fotogalvaanilise süsteemiga on inverterite tootjate juhitud 1500Vdc fotogalvaanilise süsteemi uuringud muutunud hiljuti tööstuse tehnoloogia valguspunktiks.
Selliseid küsimusi on lihtne esitada:
Miks tõsta pinget 1000Vdc-lt 1500Vdc-le?
Kas muud elektriseadmed, välja arvatud inverter, taluvad 1500 Vdc kõrgepinget?
Kas keegi kasutab nüüd 1500Vdc süsteemi? Kuidas see mõju on?
Tehnilised eelised ja puudused 1500Vdc rakenduses fotogalvaanilises süsteemis
1. Eelisanalüüs
1) Vähendage kombineeritud kastide ja alalisvoolukaablite kasutamist. Iga 1000 Vdc süsteemi string koosneb üldjuhul 22 komponendist, samas kui 1500 VDC süsteemi iga string võib lubada 32 komponenti. Võtke näiteks 265W mooduli 1MW elektritootmisüksus,
1000Vdc süsteem: 176 fotogalvaanilist nööri ja 12 kombineerimiskasti;
1500Vdc süsteem: 118 fotogalvaanilist nööri ja 8 kombineerimiskasti;
Seetõttu on alalisvoolukaablite hulk fotogalvaanilistest moodulitest kombaini kasti umbes 0.67 korda ja alalisvoolukaablite arv kombinaatorist inverterini umbes 0.5 korda.
2) Vähendage alalisvoolu kadu ∵P kaotus = I2R kaabel I = P / U
IncreasesU suureneb 1.5 korda → I saab (1 / 1.5) → P kaotus muutub 1 / 2.25
Lisaks muutub R kaabel = ρL / S, alalisvoolukaabli L väärtuseks 0.67, mis on 0.5 korda suurem kui originaal
∴R-kaabel (1500Vdc) <0.67R-kaabel (1000Vdc)
Kokkuvõtteks võib öelda, et alalisvooluosa 1500 VdcP kaotus on umbes 0.3 korda suurem kui 1000 VdcP kaotus.
3) Vähendage teatud inseneri- ja rikete määra
Kuna alalisvoolukaablite ja kombineerimiskastide arv väheneb, väheneb ehituse ajal paigaldatud kaabliühenduste ja kombineeritud karbi juhtmete arv ning need kaks punkti on altid riketele. Seetõttu võib 1500 Vdc vähendada teatud rikete määra.
2. puuduste analüüs
1) Seadmenõuete suurenemine Võrreldes 1000Vdc süsteemiga mõjutab pinge suurendamine 1500Vdc-ni märkimisväärselt kaitselülitit, kaitsmeid, välgupüüdureid ja lülititoiteallikaid ning seab kõrgemad pinge- ja töökindlusnõuded. parandada.
2) Kõrgemad ohutusnõuded Pärast pinge suurendamist 1500 Vdc-ni suureneb elektrilise purunemise ja tühjenemise oht, nii et isolatsiooni kaitset ja elektrilist kliirensit tuleks parandada. Lisaks, kui alalisvoolu poolel juhtub õnnetus, seisab see silmitsi tõsisema alalisvoolu kaare kustutamise probleemiga. Seetõttu tõstab 1500 Vdc süsteem süsteemi ohutuskaitse nõudeid.
3) Võimaliku PID-efekti suurendamine Pärast seda, kui PV-moodulid on järjestikku ühendatud, on kõrgepingemoodulite rakkude ja maapinna vahel tekkinud lekkevool PID-efekti oluline põhjus (üksikasjaliku selgituse saamiseks vastake palun „103 " taustal). Pärast pinge suurendamist 1000 Vdc-lt 1500 Vdc-ni on selge, et aku kiibi ja maapinna pinge erinevus suureneb, mis suurendab PID-efekti võimalust.
4) Suurenev sobitamiskadu Fotogalvaaniliste stringide vahel on teatud sobituskadu, mis on peamiselt põhjustatud järgmistest põhjustest:
Erinevate fotogalvaaniliste moodulite tehase võimsuse hälve on 0 ~ 3%.
Transpordi ja paigaldamise käigus tekkinud varjatud praod põhjustavad vooluhälbe
Ebaühtlane sumbumine ja ebaühtlane varjestus pärast paigaldamist põhjustab ka võimsushälbe.
Eeltoodud tegureid silmas pidades suurendab iga stringi suurendamine 22-lt komponendilt 32-le komponendile ilmselt sobituskadu.
3. Põhjalik analüüs Ülaltoodud analüüsis võib kulutasuvust parandada see, kui palju 1500 Vdc-d saab võrrelda 1000 Vdc-ga, ja vaja on täiendavaid arvutusi.
Sissejuhatus: Võrreldes fotogalvaanelektrijaamades laialdaselt kasutatava 1000Vdc fotogalvaanilise süsteemiga, on muundurite tootjate juhitud 1500Vdc rakenduse uurimine fotogalvaanilises süsteemis muutunud hiljuti tööstuse tehnoloogia levialaks. Siis võivad meil sellised küsimused kergesti tekkida.
Teiseks, fotogalvaanilise süsteemi põhivarustus 1500 Vdc juures
1) Fotogalvaanilised moodulid Praegu on FirstSolar, Artes, Trina, Yingli ja teised ettevõtted turule toonud 1500 Vdc fotogalvaanilised moodulid, sealhulgas tavalised moodulid ja topeltklaasist moodulid.
2) Inverter Praegu on peavoolu tootjad turule toonud 1500 Vdc muundurid võimsusega 1MVA ~ 4MVA, mida on kasutatud näidiselektrijaamades. 1500 Vdc pingetase on kaetud asjakohaste IEC standarditega.
3) kombineerimiskastide ja muude võtmekomponentide standardid Kombineerimiskastid ja võtmekomponendid on koostatud ning 1500Vdc on kantud kombainikarbi sertifitseerimisstandardisse CGC / GF037: 2014 „Fotogalvaaniliste kombineeritud seadmete tehnilised spetsifikatsioonid“; 1500 Vdc on enamikus IEC standardites selgitatud, et see kuulub madalpinge direktiivide kategooriasse, näiteks kaitselüliti standardid IEC61439-1 ja IEC60439-1, fotogalvaanilised erikaitsmed IEC60269-6 ja fotogalvaanilised spetsiaalsed piksekaitseseadmed EN50539-11 / -12 .
Kuna aga 1500Vdc fotogalvaaniline süsteem on alles tutvustamisjärgus ja turunõudlus on piiratud, ei ole ülalnimetatud seadmed veel masstootmist alustanud.
1500Vdc rakendus fotogalvaanilises süsteemis
1. Macho Springsi päikeseelektrijaam
Firstsolar teatas 2014. aasta mais, et kasutusele võeti esimene 1500 Vdc elektrijaam Demingus, NewMexico. Elektrijaama koguvõimsus on 52MW, 34 massiivid kasutavad 1000Vdc struktuuri ja ülejäänud massiivid 1500Vdc struktuuri.
SMA teatas 2014. aasta juulis, et Põhja-Saksamaal Kasselis Niestetalis asuvas tööstuspargis Sandershauser Bergindustrialparkis asuv 3.2 MW fotogalvaaniline elektrijaam on kasutusele võetud. Elektrijaam kasutab 1500Vdc süsteemi.
2. Taotluse juhtumid Hiinas
Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotogalvaaniline projekt
2016. aasta jaanuaris oli esimene kodumaine 1500Vdc fotogalvaanilise elektritootmise süsteemi tutvustusprojekt Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotogalvaanilise elektrivõrguga ühendatud elektritootmise projekt ametlikult ühendatud elektritootmise võrguga, märkides, et kodumaine 1500Vdc fotogalvaaniline süsteem on tegelikult sisenenud tegelik demonstratsioonitaotluse etapp.
1500 V-ga seotud fotogalvaaniliste toodete arendamine on juba praegu trend
Fotogalvaanilised komponendid ja elektriseadmed praegustes päikeseenergia fotogalvaanilistes süsteemides on kavandatud ja toodetud lähtuvalt 1000 V alalispinge nõuetest. Fotogalvaaniliste süsteemide parema tootluse saavutamiseks on vaja kiiresti läbimurret fotogalvaaniliste toetuste vähendamise korral seoses elektrienergia tootmise kulude ja efektiivsusega. Seetõttu on 1500 V-ga seotud fotogalvaaniliste toodete arendamine muutunud trendiks. 1500 V kõrgepingekomponendid ja neid toetavad elektriseadmed tähendavad madalamaid süsteemikulusid ja suuremat energiatootmise efektiivsust. Selle uue seadme ja tehnoloogia kasutuselevõtt võib fotogalvaanikatööstuse järk-järgult vabaneda toetustest ja saavutada võrgus juba võrdse juurdepääsu. 1500 V nõuded päikeseenergia fotogalvaanilistele moodulitele, muunduritele, kaablitele, kombinaatorkarpidele ja süsteemi optimeerimisele ”
1500V süsteemi asjakohane põhivarustus on näidatud eespool. Vastavalt on muutunud ka 1500 V nõuded igale seadmele:
1500 V komponent
• Muudetakse komponentide paigutust, mis nõuab komponentide suuremat läbilaskekaugust;
• komponentmaterjalide muudatused, suurenevad materjalid ja nõuded alusplaadile;
• suurenenud katsenõuded komponentide isolatsioonile, pingekindlusele, märjalekkedele ja impulssidele;
• Komponentide maksumus on põhimõtteliselt madal ja jõudlus on paranenud;
• Praegu on IEC standardid 1500 Vdc süsteemi komponentidele. Nagu näiteks IEC 61215 / IEC 61730;
• Peavoolu tootjate 1500 Vdc süsteemi komponendid on läbinud asjakohased sertifikaadid ja PID-jõudlustestid.
1500 V alalisvoolukaabel
• Isolatsiooni, ümbrise paksuse, elliptilisuse, isolatsioonitakistuse, termilise pikenduse, soola pihustamise ja suitsukindluse katse ning valgusvihu põlemiskatse osas on erinevusi.
1500 V kombineerimiskast
• katse nõuded elektrilisele kliirensile ja läbilöögivahele, elektrisageduse pingele ning impulssitaluvusele ja isolatsioonitaluvusele;
• Piksepidurites, kaitselülitites, kaitsmetes, juhtmetes, isetoiteallikates, vastupidistes dioodides ja pistikutes on erinevusi;
• Kombineeritud kastide ja võtmekomponentide standardid on paigas.
1500 V muundur
• Piksepidurid, kaitselülitid, kaitsmed ja toiteallikad on erinevad;
• pinge tõusust põhjustatud isolatsioon, elektriline kaugus ja purunemine;
• 1500 V pinge on kaetud asjakohaste IEC standarditega.
1500V süsteem
1500 V süsteemistringide kujundamisel olid 1000 V süsteemi iga stringi komponendid varem 18–22 ja nüüd suurendab 1500 V süsteem seerias komponentide arvu oluliselt 32–34-ni, muutes mitu stringi vähemaks ja muutudes reaalsus.
Praegune fotogalvaaniline elektritootmissüsteem, alalisvoolupinge 450-1000V, vahelduvvoolupinge 270-360V; 1500 V süsteem, üksikute stringide komponentide arv kasvas 50%, alalisvoolupinge 900–1500 V, vahelduvvoolu pool 400–1000 V, mitte ainult alalisvoolu külgliini kaotus ei vähene Liinikadu vahelduvvoolu poolel on märkimisväärselt langenud. 1500 V nõuded komponentidele, muunduritele, kaablitele, kombinaatorkarpidele ja süsteemi optimeerimisele ”
Inverterite osas kasutati varem 1MW tsentraliseeritud invertereid ja nüüd saab neid pärast 2.5V süsteemi kasutamist laiendada 1500MW inverteriteks; ja vahelduvpinge nimipinge suureneb. Sama võimsuse ja vahelduvvoolu poolsed inverterid Vähendatud väljundvool aitab vähendada inverteri kulusid.
Põhjalike arvutuste abil saab pärast 1500 V süsteemi tehnilist täiustamist vähendada süsteemi üldkulusid umbes 2 sendi võrra ja süsteemi efektiivsust 2% võrra. Seega on süsteemi maksumuse vähendamiseks suureks abiks 1500 V süsteemi rakendamine.
1500 V süsteemi kasutamisel komponentide arv järjest suureneb, paralleelsete ühenduste arv väheneb, kaablite arv väheneb ning kombainide ja inverterite arv väheneb. Pinget suurendatakse, kadu väheneb ja efektiivsus paraneb. Vähenenud paigaldus- ja hooldustöö koormus vähendab ka paigaldus- ja hoolduskulusid. See võib vähendada elektrienergia kulusid LCOE väärtust.
Suur trend! 1500 V fotogalvaaniline süsteem kiirendab pariteediajastu saabumist
Aastal 2019 teeb fotoelektrilise poliitika muudatustega pakkumine tööstuse pakkumisi elektrienergia hinna vähendamiseks ja see on paratamatu suund liikuda taskukohase Interneti-ühenduse poole. Seetõttu on läbimurre tehnoloogiline innovatsioon, elektrikulu vähendamine ja toetustest sõltuvuse vähendamine on muutunud fotogalvaanilise tööstuse tervisliku arengu uueks suunaks. Samal ajal on Hiina kui maailma juhtiv fotoelektritööstuse tootja aidanud enamikul riikidel saavutada internetis pariteet, kuid Internetis on see erinevatel põhjustel siiski eemal pariteedist.
Peamine põhjus, miks ülemere fotogalvaaniline turg suudab saavutada pariteedi, on see, et lisaks Hiina eelistele finantseerimise, maa, juurdepääsu, valgustuse, elektrihinna jms osas on olulisem ja saadud õppetund see, et nad on suhteliselt arenenud. Näiteks fotogalvaaniline süsteem pingega 1500 V. Praegu on 1500 V pingetasemega seotud tooted muutunud ülemereterritooriumide fotogalvaanilise turu peavoolu lahenduseks. Seetõttu peaks kodumaine fotogalvaanika keskenduma ka süsteemitasandil toimuvale innovatsioonile, kiirendama 1500 V ja muude kõrgtehnoloogiate rakendamist, realiseerima elektrijaamade kulude vähendamist, tõhusust ja kvaliteedi parandamist ning propageerima fotogalvaanikatööstust igakülgselt pariteedi ajastu poole liikumiseks.
1500 V laine on kogu maailma üle pühkinud
IHSi aruande kohaselt pärineb 1500V süsteemi esimene kavandatud kasutus aastast 2012. 2014. aastaks investeeris FirstSolar esimesse 1500V fotogalvaanelektrijaama. FirstSolari arvutuse kohaselt: 1500 V fotogalvaaniline elektrijaam vähendab paralleelsete vooluahelate arvu, suurendades seeria fotogalvaaniliste moodulite arvu; vähendab jaotuskarpide ja kaablite arvu; samal ajal, kui pinget suurendatakse, väheneb kaablikadu veelgi ja süsteemi elektritootmise efektiivsus paraneb.
2015. aastal võttis Hiina juhtiv inverteritootja Sunshine Power juhtpositsiooni 1500 V muunduri disainil põhinevate süsteemilahenduste propageerimisel tööstuses, kuid kuna muud tugikomponendid ei ole Hiinas moodustanud täielikku tööstusketti ja investeerimisfirmadel on sellest piiratud teadlikkus, Selle asemel, et pärast laiaulatuslikku siseriiklikku tutvustamist pidada prioriteediks välismaist laienemist, "vallutas" see kõigepealt maailma ja naasis seejärel Hiina turule.
Ülemaailmse turu seisukohast on 1500 V süsteem muutunud suurte fotogalvaaniliste projektide vajalikuks tingimuseks kulude vähendamiseks ja efektiivsuse suurendamiseks. Madalate elektrihindadega riikides, nagu India ja Ladina-Ameerika, võtavad suuremahulised maapealsed fotogalvaanilised elektrijaamad peaaegu kõik kasutusele 1500 V pakkumisskeeme; arenenud elektriturgudega riigid Euroopas ja USA on vahetanud alalispinge 1000 V fotogalvaanilistelt süsteemidelt 1500 V peale; arenevad turud nagu Vietnam ja Lähis-Ida on otse sisenenud 1500 V süsteemidesse. Väärib märkimist, et 1500-voldist GW-tasemel fotogalvaanilist projekti kasutatakse kogu maailmas ja see on korduvalt püstitanud ülimadalate võrgupõhiste elektrihindadega maailmarekordi.
Ameerika Ühendriikides moodustas 1500 Vdc seadmete paigaldatud võimsus 2016. aastal 30.5%. 2017. aastaks oli see kahekordistunud 64.4% -ni. Eeldatavasti jõuab see arv 84.20. aastal 2019% -ni. Kohaliku EPC ettevõtte sõnul: „Iga uus 7GW maajaam kasutab igal aastal 1500 V. Näiteks Wyomingi esimene suuremahuline maapealne fotogalvaaniline elektrijaam, mis on äsja võrku ühendatud, kasutab päikesevalgusega 1500 V tsentraliseeritud inverterlahendust.
Hinnangute kohaselt kajastavad kulude vähenemist ja 1000 V efektiivsuse kasvu võrreldes 1500 V süsteemiga peamiselt:
1) Järjestikku ühendatud komponentide arvu on suurendatud 24 plokilt / stringilt 34 plokile / stringile, vähendades stringide arvu. Vastavalt on fotogalvaaniliste kaablite tarbimine vähenenud 48% ja ka seadmete, näiteks kombainikarpide, kulusid on vähendatud umbes 1/3 võrra ja kulusid on vähendatud umbes 0.05 jüaani / Wp võrra;
2) Komponentide arvu järjestikune suurenemine vähendab süsteemi toetuse, vaia vundamendi, ehituse ja paigaldamise kulusid umbes 0.05 jüaani / Wp;
3) 1500 V süsteemi vahelduvvõrguga ühendatud pinget suurendatakse 540 V-lt 800 V-ni, võrku ühendatud punkte vähendatakse ning vahelduv- ja alalisvoolu külgsüsteemi kadusid saab vähendada 1 ~ 2%.
4) Vastavalt välisturu küpsele juhtumile saab ühe alammassiivi optimaalseks võimsuseks kavandada 6.25 MW 1500 V süsteemides ja isegi 12.5 MW mõnedes piirkondades. Ühe alammassiivi võimsuse suurendamisega saab vähendada vahelduvvooluseadmete, näiteks trafode, maksumust.
Seetõttu võib traditsioonilise 1000 V süsteemiga võrreldes 1500 V süsteem kulusid vähendada 0.05 ~ 0.1 jüaani / Wp võrra ja tegelik elektritootmine võib kasvada 1 ~ 2%.
Korrutamine “potentsiaalse” 1500Vdc süsteemi siseturuga
Rahvusvahelise turuga võrreldes algas Hiina fotogalvaanilise tööstuse algusaastatel tehnoloogiatööstuse ebaküpse tarneahela tõttu 1500 V süsteem hilja ja selle areng oli aeglane. Ainult üksikud juhtivad ettevõtted nagu Sunshine Power on teadus- ja arendustegevuse ning sertifitseerimise lõpetanud. Kuid 1500 V süsteemi tõusuga kogu maailmas on koduturg seda ära kasutanud ning saavutanud häid tulemusi 1500 V süsteemide ja rakenduste arendamisel ja uuendamisel:
- 2015. aasta juulis viis Hiinas Sunshine Poweri välja töötatud ja toodetud esimene 1500 V tsentraliseeritud inverter edukalt võrguühenduse testi ja avas siseturul eelmängu 1500 V tehnoloogiale.
- 2016. aasta jaanuaris ühendati elektritootmise võrguga esimene kodumaine 1500 V fotogalvaanilise elektritootmise süsteemi tutvustusprojekt.
- 2016. aasta juunis rakendati esimeses kodumaises Datongi liiderprojektis partiidena 1500 V tsentraliseeritud invertereid.
- 2016. aasta augustis asus Sunshine Power juhtima maailma esimese 1500 V keelpingeinverterit, suurendades veelgi kodumaiste fotogalvaaniliste inverterite rahvusvahelist konkurentsivõimet.
Samal aastal ühendati Hiina esimene 1500 V fotogalvaanilise süsteemi võrdlusuuringute projekt Qinghai Golmudis ametlikult elektritootmise võrguga, märkides, et kodumaine 1500 Vdc fotogalvaaniline süsteem on hakanud jõudma praktilise rakenduse valdkonda. Elektrijaama installeeritud koguvõimsus on 30MW. Sunshine Power pakub selle projekti jaoks täielikke lahendusi, vähendades kaabli investeerimiskulusid 20%, 0.1 jüaani / Wp maksumust ning vähendades oluliselt vahelduv- ja alalisvoolu külgliini kadusid ning trafo madalpinge poolimiskadusid.
1500 V-st on saanud ülemaailmse turu peavool
1500 V süsteem, millel on nii kulude vähendamine kui ka efektiivsus, on järk-järgult muutunud suurte maajaamade esimeseks valikuks. Seoses 1500 V süsteemide edasise arenguga ennustab IHS, et 1500 V muundurite osakaal kasvab 74. aastal 2019% -ni ja tõuseb 84. aastal 2020% -ni, saades tööstuse peavooluks.
1500 V installeeritud võimsuse vaatenurgast oli see 2. aastal ainult 2016GW ja ületas 30. aastal 2018GW. See on saavutanud vaid kahe aastaga enam kui 14-kordse kasvu ning eeldatavasti säilitab püsiv kiire kasvutrend. Eeldatakse, et kumulatiivsed saadetised aastatel 2019 ja 2020 on Summa ületab 100GW. Hiina ettevõtete jaoks on Sunshine Power paigaldanud üle kogu maailma rohkem kui 5GW 1500V muundureid ning plaanib turule kiiresti kasvava nõudluse rahuldamiseks 1500. aastal turule tuua arenenumad 2019V seeria stringid ja tsentraliseeritud muundurid.
Alalisvoolu pinge suurendamine 1500 V-ni on oluline muutus kulude vähendamisel ja efektiivsuse suurendamisel ning sellest on nüüd saanud rahvusvahelise fotoelektrilise arenduse peamine lahendus. Koos Hiinas subsiidiumide languse ja pariteedi ajastuga kasutatakse 1500 V süsteemi ka Hiinas üha laiemalt, kiirendades Hiina ulatusliku pariteedi ajastu saabumist
1500V fotogalvaanilise süsteemi majanduslik analüüs
Alates 2018. aastast, olenemata välismaalt või kodumaalt, muutub 1500 V süsteemi rakenduste osakaal üha suuremaks. IHSi statistika kohaselt ületas välisriikide suurte välismaa maajaamade rakendusmaht 1500 V 50. aastal 2018%; Esialgse statistika kohaselt oli 2018. aasta kolmanda esijooksjate partii seas 1500 V rakenduste osakaal vahemikus 15% kuni 20%.
Kas 1500 V süsteem võib projekti elektrikulusid tõhusalt vähendada? Selles artiklis tehakse kahe pingetaseme ökonoomika võrdlev analüüs teoreetiliste arvutuste ja tegelike juhtumiandmete kaudu.
I. Põhiline disainiskeem
Fotoelektrilise süsteemi 1500 Vdc rakenduse kulutaseme analüüsimiseks kasutatakse tavapärast projekteerimisskeemi, et võrrelda projekti maksumust tavapärase 1000 V süsteemi maksumusega.
1. arvutamise eeldus
1) maajaam, tasane maastik, paigaldatud võimsus ei ole piiratud maa-alaga;
2) Projektikoha äärmist temperatuuri ja ülimadalat temperatuuri arvestatakse vastavalt 40 ℃ ja -20 ℃.
3) Valitud komponentide ja muundurite põhiparameetrid on toodud allolevas tabelis.
2. Põhiline disainiskeem
1) 1000 V seeria kujundusskeem
22 310W kahepoolset fotogalvaanilist moodulit moodustavad 6.82kW haru, 2 haru moodustavad ruudu massiivi, 240 haru kokku 120 ruutmassiivi ja sisestavad 20 75kW inverterit (1.09-kordne alajaotus alalisvoolu poolel, võimendus tagaküljel) 15%, see on 1.25-kordne üleressursside eraldamine) 1.6368MW elektritootmisüksuse moodustamiseks.
Komponent on paigaldatud horisontaalselt vastavalt punktile 4 * 11 ning eesmised ja tagumised topeltpostiga fikseeritud sulgud.
2) 1500 V seeria kujundusskeem
34 310W kahepoolset fotogalvaanilist moodulit moodustavad 10.54kW haru, 2 haru moodustavad ruudukujulise maatriksi, 324 harul on kokku 162 ruudukujulised massiivid ja paigaldatud on 18 175kW inverterit (alalisvoolu poolel 1.08 korda ülejaotatud, võimendus tagasi Arvestades 15%, on 1.25-kordne ülerahastus) moodustada 3.415MW elektritootmisüksus.
Komponent on paigaldatud horisontaalselt vastavalt 4 * 17 ning eesmistele ja tagumistele kahepostilistele fikseeritud sulgudele.
Teiseks, 1500 V mõju alginvesteeringule
Vastavalt ülaltoodud skeemile on 1500 V süsteemi ja traditsioonilise 1000 V süsteemi insenerikoguse ja maksumuse võrdlev analüüs järgmine.
Tabel 3: 1000 V süsteemi investeeringukoostis
Tabel 4: 1500 V süsteemi investeeringukoostis
Võrdleva analüüsi kaudu leitakse, et võrreldes traditsioonilise 1000 V süsteemiga säästab 1500 V süsteem umbes 0.1 jüaani / W süsteemi maksumusest.
Kolmandaks 1500 V mõju elektritootmisele
Arvestuse eeldus:
Samu komponente kasutades ei teki komponentide erinevusest tulenevat erinevust elektritootmises; eeldades tasast maastikku, ei teki maastiku muutuste tõttu varju oklusiooni;
Elektritootmise erinevus põhineb peamiselt kahel teguril: komponentide ja stringide mittevastavuse kadu, alalisvooluliini kadu ja vahelduvvooluliini kadu.
1. komponentide ja stringide mittevastavuskaotus
Ühe haru jadakomponentide arvu on suurendatud 22-lt 34-le. Erinevate komponentide vahelise ± 3W võimsushälbe tõttu suureneb 1500 V süsteemi komponentide vaheline võimsuskadu, kuid seda ei saa kvantitatiivselt arvutada.
Ühe inverteri juurdepääsuteede arvu on suurendatud 12-lt 18-le, kuid inverteri MPPT-jälgimisteede arvu on suurendatud 6-lt 9-le, tagamaks, et 2 haru vastab 1 MPPT-le. MPPT kaotus ei suurene.
2. Alalis- ja vahelduvvoolu kaotus
Joonkao arvutamise valem
Q kaotus = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)
1) Alalisvooluliini kadu arvutamine
Tabel: ühe haru alalisvoolu kaotuse suhe
Ülaltoodud teoreetiliste arvutuste abil leitakse, et 1500 V süsteemi alalisvoolu kaotus on 0.765 korda suurem kui 1000 V süsteem, mis on samaväärne alalisvoolu kao vähendamisega 23.5%.
2) Vahelduvvoolu kao arvutamine
Tabel: ühe inverteri vahelduvvoolu kaotuse suhe
Vastavalt ülaltoodud teoreetilistele arvutustele leitakse, et 1500 V süsteemi alalisvoolu kaotus on 0.263 korda suurem kui 1000 V süsteem, mis võrdub vahelduvvoolu kao vähendamisega 73.7%.
3) tegelikud juhtumi andmed
Kuna komponentide vahelist ebakõla kaotust ei saa kvantitatiivselt arvutada ja tegelik keskkond on vastutustundlikum, kasutatakse edasiseks selgituseks tegelikku juhtumit.
Selles artiklis kasutatakse esijooksuprojekti kolmanda partii tegelikke energiatootmise andmeid. Andmete kogumise aeg on maist 2019 juunini, kokku 2 kuud andmeid.
Tabel: elektritootmise võrdlus 1000V ja 1500V süsteemide vahel
Ülaltoodud tabelist võib järeldada, et samal projektikohal, kasutades samu komponente, muundurite tootjate tooteid ja sama kronsteinide paigaldamise meetodit, olid 2019. aasta maist kuni juunini 1500 V süsteemi elektritootmise tunnid 1.55% kõrgem kui 1000 V süsteem.
On näha, et kuigi üksikute stringide komponentide arvu suurenemine suurendab komponentide mittevastavuse kaotust, kuna see võib alalisvooluliini kadu vähendada umbes 23.5% ja vahelduvvooluliini kadu umbes 73.7%, võib 1500 V süsteem suurendada projekti elektritootmine.
Neljandaks põhjalik analüüs
Ülaltoodud analüüsi kaudu võime leida, et võrreldes traditsioonilise 1000 V süsteemiga, 1500 V süsteemiga,
1) saab säästa umbes 0.1 jüaani / W süsteemi maksumust;
2) Kuigi üksikute stringide komponentide arvu suurenemine suurendab komponentide mittevastavuse kaotust, kuid kuna see võib alalisvooluliini kadu vähendada umbes 23.5% ja vahelduvvoolu kaotust umbes 73.7%, suurendab 1500 V süsteem projekti elektritootmine.
Seetõttu saab 1500Vdc fotogalvaanilises süsteemis toitehinda teatud määral vähendada.
Hebei Energeetikainstituudi presidendi Dong Xiaoqingi sõnul valis enam kui 50% instituudi lõpuleviidud maapealsetest fotogalvaanilistest projektidest 1500V; eeldatakse, et üleriigiline 1500 V maajaamade osakaal ulatub 2019. aastal umbes 35% -ni; seda suurendatakse veelgi 2020. aastal.
Tuntud rahvusvaheline konsultatsiooniagentuur IHS Markit andis optimistlikuma prognoosi. Oma 1500 V globaalse fotogalvaanilise turu analüüsi aruandes tõid nad välja, et ülemaailmne 1500 V fotogalvaanilise elektrijaama skaala ületab järgmise kahe aasta jooksul 100 GW.
Joonis: 1500 V osakaalu prognoos ülemaailmsetes maajaamades
Kahtlemata kasutatakse ülemaailmse fotogalvaanilise tööstuse subsideerimise protsessi kiirenedes üha enam elektrikulu, 1500 V kui tehnilist lahendust, mis võib vähendada elektrikulusid.
