1500Vdc applikasjon i solcelleanlegget
Å redusere kostnader og øke effektiviteten har alltid vært retningen for elektriske menneskers innsats
1500VDC-trend og uunngåelig valg av paritetssystem
Å redusere kostnader og øke effektiviteten har alltid vært retningen for Electric folks innsats. Blant dem er rollen til teknologisk innovasjon nøkkelen. I 2019, med Kinas akselererte subsidier, har 1500Vdc store forhåpninger.
Ifølge IHS-data fra forsknings- og analyseorganisasjonen ble 1500Vdc-systemet først foreslått i 2012, og FirstSolar investerte det første 1500Vdc solcelleanlegget i verden i 2014. I januar 2016, det første innenlandske 1500Vdc demonstrasjonsprosjektet Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW fotovoltaisk kraftgenerasjonsprosjekt ble offisielt koblet til nettet for kraftproduksjon, og markerte at den innenlandske 1500Vdc-applikasjonen i solcelleanlegget virkelig har kommet inn i scenen med praktiske demonstrasjonsapplikasjoner i stor skala. To år senere, i 2018, har 1500Vdc-teknologi blitt brukt i stor skala internasjonalt og innenlands. Blant det tredje partiet innenlandske ledende prosjekter som startet byggingen i 2018, har Golmud-prosjektet med den laveste budprisen (0.31 yuan / kWh), samt GCL Delingha og Chint Baicheng-prosjektene, tatt i bruk 1500Vdc-teknologi. Sammenlignet med det tradisjonelle 1000Vdc solcelleanlegget, har 11500Vdc-applikasjonen i solcelleanlegget blitt mye brukt nylig. Da kan vi lett ha slike spørsmål:
Hvorfor øke spenningen fra 1000Vdc til 1500Vdc?
Kan annet elektrisk utstyr tåle høyspenningen på 1500Vdc, bortsett fra omformeren?
Hvor effektivt er 1500Vdc-systemet etter bruk?
1. Tekniske fordeler og ulemper ved 1500Vdc-applikasjon i solcelleanlegget
fordelanalyse
1) Reduser mengden koblingsboks og DC-kabel
I “Code for Design of Photovoltaic Power Plants (GB 50797-2012)”, skal samsvaret med solcellemoduler og omformere være i samsvar med følgende formel: I henhold til formelen ovenfor og de relevante parametrene til komponentene, hver streng i 1000Vdc-systemet er vanligvis 22 komponenter, mens hver streng i 1500Vdc-systemet kan tillate 32 komponenter.
Tar en 285W modul 2.5 MW kraftgenereringsenhet og strengomformer som et eksempel, 1000Vdc-system:
408 fotovoltaiske strenger, 816 par haugfundament
34 sett med 75 kW strengomformer
1500Vdc system:
280 fotovoltaiske grupper streng
700 par haugfundamenter
14 sett med 75 kW strengomformere
ettersom antall strenger reduseres, vil mengden likestrømskabler som er koblet mellom komponentene og vekselstrømskablene mellom strengene og omformerne reduseres.
2) Reduser tap av likestrøm
∵ P = IRI = P / U
∴ U øker med 1.5 ganger → I blir (1 / 1.5) → P blir 1 / 2.25
∵ R = ρL / S DC-kabel L blir 0.67, 0.5 ganger originalen
∴ R (1500Vdc) <0.67 R (1000Vdc)
Oppsummert er 1500VdcP for DC-delen omtrent 0.3 ganger 1000VdcP.
3) Reduser en viss mengde konstruksjon og feilrate
På grunn av reduksjonen i antall likestrømskabler og koblingsbokser, vil antall kabelskjøter og koblingsboksledninger installert under konstruksjon reduseres, og disse to punktene er utsatt for svikt. Derfor kan 1500Vdc redusere en viss feilrate.
4) Reduser investeringen
Å øke antall enkeltstrengede komponenter kan redusere kostnadene for en enkelt watt. Hovedforskjellene er antall pælefundamenter, lengden på kabelen etter DC-konvergens og antall koblingsbokser (sentralisert).
I forhold til 22-strengers skjema for 1000Vdc-systemet, kan 32-strengers skjema for 1500Vdc-systemet spare omtrent 3.2 poeng / W for kabler og pælefundamenter.
Ulempeanalyse
1) Økte utstyrskrav
Sammenlignet med 1000Vdc-systemet har spenningen økt til 1500Vdc en betydelig innvirkning på effektbrytere, sikringer, lynbeskyttelsesenheter og strømforsyning, og stiller høyere krav til å tåle spenning og pålitelighet, og enhetsprisen på utstyr vil være relativt økt .
2) Høyere sikkerhetskrav
Etter at spenningen er økt til 1500Vdc, øker risikoen for elektrisk sammenbrudd, og forbedrer dermed isolasjonsbeskyttelsen og elektrisk klaring. I tillegg, når en ulykke inntreffer på DC-siden, vil den møte mer alvorlige DC-bueutryddelsesproblemer. Derfor øker 1500Vdc-systemet systemets sikkerhetskrav.
3) Øk muligheten for PID-effekt
Etter at solcellemodulene er koblet i serie, er lekkasjestrømmen dannet mellom cellene i høyspenningsmodulen og bakken en viktig årsak til PID-effekten. Etter at spenningen er økt fra 1000Vdc til 1500Vdc, er det åpenbart at spenningsforskjellen mellom cellen og bakken vil øke, noe som vil øke muligheten for PID-effekt.
4) Øk matchingstap
Det er et visst tap av samsvar mellom solstrenger, hovedsakelig forårsaket av følgende årsaker:
- Fabrikkstyrken til forskjellige solcellemoduler vil ha et avvik på 0 ~ 3%. Sprekkene som dannes under transport og installasjon vil forårsake kraftavvik.
- Ujevn demping og ujevn blokkering etter installasjon vil også forårsake kraftavvik.
- Med tanke på de ovennevnte faktorene vil økning av hver streng fra 22 komponenter til 32 komponenter åpenbart øke samsvarstapet.
- Som svar på ovennevnte problemer på 1500V, etter nesten to års forskning og leting, har utstyrsselskaper også gjort noen forbedringer.
For det andre, 1500Vdc fotovoltaisk system kjerneutstyr
1. Solcellemodul
First Solar, Artus, Tianhe, Yingli og andre selskaper tok ledelsen i lanseringen av 1500Vdc solcellemoduler.
Siden verdens første 1500Vdc solcelleanlegg sto ferdig i 2014, har applikasjonsvolumet på 1500V-systemer fortsatt å utvides. Drevet av denne situasjonen begynte IEC-standarden å innlemme 1500V-relaterte spesifikasjoner i implementeringen av den nye standarden. I 2016 er IEC 61215 (for C-Si), IEC 61646 (for tynne filmer) og IEC61730 komponentsikkerhetsstandarder under 1500V. Disse tre standardene utfyller ytelsestesting og sikkerhetstestkrav til 1500V-komponentsystemet og bryter den siste hindringen for 1500V-kravene, noe som i stor grad fremmer samsvaret med 1500V kraftstasjonens standarder.
For tiden har Kinas innenlandske førstelinjeprodusenter lansert modne 1500V-produkter, inkludert enkeltsidige komponenter, dobbeltsidige komponenter, dobbeltglasskomponenter, og har oppnådd IEC-relatert sertifisering.
Som svar på PID-problemet med 1500V-produkter, tar de nåværende vanlige produsentene følgende to tiltak for å sikre at PID-ytelsen til 1500V-komponenter og konvensjonelle 1000V-komponenter forblir på samme nivå.
1) Ved å oppgradere koblingsboksen og optimalisere utformingen av komponentoppsettet for å oppfylle 1500V krypeavstand og klareringskrav;
2) Tykkelsen på bakplanmaterialet økes med 40% for å forbedre isolasjonen og sikre sikkerheten til komponenter;
For PID-effekten garanterer hver produsent at komponenten fremdeles garanterer at PID-dempingen er mindre enn 1500% under 5V-systemet, slik at PID-ytelsen til den konvensjonelle komponenten forblir på samme nivå.
2. Inverter
Utenlandske produsenter som SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC lanserte generelt 1500V inverterløsninger rundt 2015. Mange innenlandske førsteklasses produsenter har lansert inverterprodukter basert på 1500V-serien, som Sungrow SG3125, Huaweis SUN2000HA-serie, etc., og er de første som slippes på det amerikanske markedet.
NB / T 32004: 2013 er en standard som innenlandske inverterprodukter må oppfylle når de markedsføres. Gjeldende omfang av den reviderte standarden er en fotovoltaisk nettilkoblet inverter koblet til en PV-kildekrets med en spenning som ikke overstiger 1500V DC og en AC-utgangsspenning som ikke overstiger 1000V. Selve standarden inkluderer allerede DC 1500V-serien og gir testkrav for PV-kretsoverspenning, elektrisk klaring, krypeavstand, motstandsspenning og andre tester.
3. Kombinasjonsboks
Standardene for kombinasjonsboksen og hver nøkkelinnretning er klare, og 1500Vdc har gått inn i kombinasjonsbokssertifiseringsstandard CGC / GF 037: 2014 “Tekniske spesifikasjoner for fotovoltaisk kombinasjonsutstyr”.
4. Kabel
For øyeblikket er også 1500V-standarden for solcellekabler introdusert.
5. Bryter og lynbeskyttelse
I solcelleindustrien i 1100Vdc-tiden er omformerens utgangsspenning opp til 500Vac. Du kan låne 690Vac distribusjonsbryter standard system og støtteprodukter; fra 380Vac spenning til 500Vac spenning, er det ingen bryter matching problem. I begynnelsen av 2015 hadde imidlertid ikke solceller og kraftdistribusjonsindustri 800Vac / 1000Vac strømfordelingsbrytere og andre spesifikasjoner, noe som resulterte i vanskeligheter med å støtte hele produktet og høye støttekostnader.
Omfattende beskrivelse
1500Vdc solcelleanlegg har blitt mye brukt i utlandet og er allerede en moden applikasjonsteknologi over hele verden.
Derfor har hovedutstyret til solcelleanlegget oppnådd masseproduksjon, og prisen har falt kraftig sammenlignet med demonstrasjonsfasen i 2016.
1500Vdc applikasjon i solcelleanlegget
Som nevnt ovenfor har 1500Vdc solcelleanlegg blitt brukt i utlandet allerede i 2014 på grunn av lave totale kostnader og høy kraftproduksjon.
Global 1500Vdc-applikasjon i utforskingssaken for solcelleanlegg
Den første solenergien kunngjorde i mai 2014 at det første 1500Vdc kraftverket som ble bygget i Deming, New Mexico, ble tatt i bruk. Den totale kapasiteten til kraftstasjonen er 52MW, 34 arrays vedtar 1000Vdc-struktur, og de resterende arrays vedtar 1500Vdc-struktur.
SMA kunngjorde i juli 2014 at dets 3.2 MW solcelleanlegg bygget i Sandershauser Berg industripark i Niestetal, Kassel, Nord-Tyskland, er tatt i bruk, og kraftverket bruker et 1500Vdc-system.
1500Vdc har blitt mye brukt i lavprisprosjekter
For øyeblikket har LSP utviklet seg vellykket T1 + T2 klasse B + C, klasse I + II PV-overspenningsvernapparat SPD 1500Vdc, 1200Vdc, 1000Vdc, 600Vdc brukes mye i solcelleproduksjon.
Storstilt 1500Vdc applikasjon i solcelleanlegget
For første gang ble det 257 MW solcelleproduksjonen til Fu An Hua Hui i Vietnam vellykket koblet til nettet. Alle 1500V integrerte trinnløs integrerte løsninger for inverter ble brukt for å lykkes med å oppnå aksept fra design, konstruksjon til nettilkobling. Prosjektet ligger i Huahui Town, Fuhua County, Phu An-provinsen, Vietnam, og det tilhører de sentrale og sørlige kystområdene. Tatt i betraktning det lokale geografiske miljøet og økonomien i prosjektet, valgte prosjektkunden til slutt integrert løsning for 1500V container-type inverter boost.
Pålitelig løsning
I demonstrasjonsfotovoltaisk kraftstasjonsprosjekt har kunder strenge krav til konstruksjon og produktkvalitet. Prosjektets installasjonskapasitet på DC-siden av prosjektet er 257 MW, som består av 1032 sett med 1500V DC kombinasjonsbokser, 86 sett med 1500Vdc 2.5MW sentraliserte omformere, 43 sett med 5MVA mellomstore transformatorer og containeriserte integrerte løsninger for ringnettverkskap, noe som gjør det enkelt Installasjon og igangkjøring kan forkorte byggesyklusen og redusere systemkostnadene.
1500V-løsning samler "stor teknologi"
1500V integrert løsning for inverter boost-container har karakteristikkene 1500V, stort firkantet utvalg, høyt kapasitetsforhold, høyeffekt inverter, integrert inverter boost, etc., noe som reduserer kostnadene for utstyr som kabler og koblingsbokser. Reduserte innledende investeringskostnader. Spesielt forbedrer design med høy kapasitetsforhold effektivt den totale utnyttelsesgraden for boostlinje og setter et rimelig kapasitetsforhold gjennom aktiv overforsyning for å gjøre systemet LCOE optimalt.
1500VDC-løsningen brukes i solcelleprosjekter på mer enn 900MW i Vietnam. Vietnam Fu An Hua Hui 257MW solcelleprosjekt er det største enkeltkraftprosjektet for solcelleanlegg. Som det første partiet av nye energidemonstrasjonsprosjekter i Vietnam, etter at prosjektet er satt i drift, vil det optimalisere maktstrukturen i Vietnam, lette strømmangelproblemet i Sør-Vietnam og fremme økonomisk og sosial utvikling i Vietnam av stor betydning.
Er 1500Vdc-applikasjonen i solcelleanlegget fortsatt langt fra storskala?
Sammenlignet med 1000Vdc solcelleanlegg som er mye brukt i fotovoltaiske kraftstasjoner, har forskning på 1500Vdc-applikasjon i solcelleanlegget ledet av inverterprodusenter nylig blitt et hot spot for bransjeteknologi.
Det er lett å ha spørsmål som dette:
Hvorfor heve spenningen fra 1000Vdc til 1500Vdc?
Kan annet elektrisk utstyr tåle høyspenningen på 1500Vdc, bortsett fra omformeren?
Bruker noen 1500Vdc-systemet nå? Hvordan er effekten?
Tekniske fordeler og ulemper ved 1500Vdc-applikasjon i solcelleanlegget
1. Fordeleanalyse
1) Reduser bruken av kombinasjonsbokser og DC-kabler. Hver streng i et 1000Vdc-system består vanligvis av 22 komponenter, mens hver streng av et 1500VDC-system kan tillate 32 komponenter. Ta en 265W modul 1MW kraftgenereringsenhet som et eksempel,
1000Vdc-system: 176 fotovoltaiske strenger og 12 kombinasjonsbokser;
1500Vdc-system: 118 fotovoltaiske strenger og 8 kombinasjonsbokser;
Derfor er mengden likestrømskabler fra solcellemoduler til kombinasjonsboksen omtrent 0.67 ganger, og mengden likestrømskabler fra kombinasjonsboksen til omformeren er omtrent 0.5 ganger.
2) Reduser DC-ledningstap ∵P-tap = I2R-kabel I = P / U
∴U øker med 1.5 ganger → Jeg blir (1 / 1.5) → P-tap blir 1 / 2.25
I tillegg blir R-kabelen = ρL / S, L på DC-kabelen 0.67, 0.5 ganger originalen
CableR-kabel (1500Vdc) <0.67R-kabel (1000Vdc)
Oppsummert er 1500VdcP-tapet av DC-delen omtrent 0.3 ganger 1000VdcP-tapet.
3) Reduser en viss mengde konstruksjon og feilrate
Ettersom antall likestrømskabler og kombinasjonsbokser reduseres, vil antall kabelskjøter og kombinasjonsbokser som er installert reduseres, og disse to punktene er utsatt for svikt. Derfor kan 1500Vdc redusere en viss feilrate.
2. ulempeanalyse
1) Økning i utstyrskrav Sammenlignet med et 1000Vdc-system, har økning av spenningen til 1500Vdc en betydelig innvirkning på effektbrytere, sikringer, lynavledere og bytte strømforsyninger, og stiller høyere krav til spenning og pålitelighet. forbedre.
2) Høyere sikkerhetskrav Etter at spenningen er økt til 1500Vdc, øker faren for elektrisk sammenbrudd og utladning slik at isolasjonsbeskyttelse og elektrisk klaring bør forbedres. I tillegg, hvis det oppstår en ulykke på DC-siden, vil den møte et mer alvorlig DC-slukkeproblem. Derfor hever 1500Vdc-systemet systemets krav til sikkerhetsbeskyttelse.
3) Å øke den mulige PID-effekten Etter at PV-modulene er koblet i serie, er lekkasjestrømmen dannet mellom høyspenningsmodulens celler og bakken en viktig årsak til PID-effekten (for en detaljert forklaring, svar på “103 " i bakgrunnen). Etter at spenningen er økt fra 1000Vdc til 1500Vdc, er det klart at spenningsforskjellen mellom batteribrikken og bakken vil øke, noe som vil øke muligheten for PID-effekt.
4) Økende samsvarstap Det er et visst samsvarstap mellom solstrenger, som hovedsakelig skyldes følgende årsaker:
Fabrikkstyrken til forskjellige solcellemoduler vil ha et avvik på 0 ~ 3%.
Skjulte sprekker dannet under transport og installasjon vil forårsake strømavvik
Ujevn demping og ujevn skjerming etter installasjon vil også forårsake kraftavvik.
Med tanke på de ovennevnte faktorene vil økning av hver streng fra 22 komponenter til 32 komponenter åpenbart øke samsvarstapet.
3. Omfattende analyse I analysen ovenfor, hvor mye 1500Vdc som kan sammenlignes med 1000Vdc, kan forbedre kostnadsytelsen, og ytterligere beregninger er nødvendig.
Innledning: Sammenlignet med 1000Vdc solcelleanlegg som er mye brukt i solcelleanlegg, har forskning på 1500Vdc-applikasjon i solcelleanlegg ledet av inverterprodusenter nylig blitt et hotspot for bransjeteknologi. Da kan vi lett ha slike spørsmål.
For det andre, kjerneutstyret til solcelleanlegget ved 1500Vdc
1) Solcellemoduler For øyeblikket har FirstSolar, Artes, Trina, Yingli og andre selskaper lansert 1500Vdc solcellemoduler, inkludert konvensjonelle moduler og dobbeltglassmoduler.
2) Inverter For tiden har vanlige produsenter lansert 1500Vdc-omformere med en kapasitet på 1MVA ~ 4MVA, som er brukt i demonstrasjonskraftstasjoner. Spenningsnivået på 1500Vdc er dekket av relevante IEC-standarder.
3) Standarder for kombinasjonsbokser og andre nøkkelkomponenter Kombinasjonsbokser og nøkkelkomponenter er utarbeidet, og 1500Vdc har gått inn i kombinasjonsbokssertifiseringsstandard CGC / GF037: 2014 “Tekniske spesifikasjoner for solcelleanlegg”; 1500Vdc er avklart av de fleste IEC-standarder som tilhører kategorien lavspenningsdirektiver, som strømbryterstandarder IEC61439-1 og IEC60439-1, fotovoltaiske spesielle sikringer IEC60269-6, og solceller spesielle lynbeskyttelsesenheter EN50539-11 / -12 .
Siden solcelleanlegget 1500Vdc fremdeles er i demonstrasjonsfasen og markedets etterspørsel er begrenset, har ovennevnte utstyr ennå ikke startet masseproduksjon.
1500Vdc applikasjon i solcelleanlegget
1. Solkraftstasjon i Macho Springs
Firstsolar kunngjorde i mai 2014 at den første 1500Vdc kraftstasjonen ferdigstilt i Deming, NewMexico ble tatt i bruk. Den totale kapasiteten til kraftstasjonen er 52MW, 34 matriser bruker 1000Vdc struktur, og de resterende arrays bruker 1500Vdc struktur.
SMA kunngjorde i juli 2014 at dets 3.2 MW solcelleanlegg i Sandershauser Bergindustrialpark, en industripark i Niestetal, Kassel, Nord-Tyskland, er tatt i bruk. Kraftverket bruker et 1500Vdc-system.
2. Søknadssaker i Kina
Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW Solcelleprosjekt
I januar 2016 ble det første innenlandske demonstrasjonsprosjektet 1500Vdc solcelleanlegg, Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW solcelleanleggstilkoblet kraftprosjekt, offisielt koblet til nettet for kraftproduksjon, og markerte at det innenlandske 1500Vdc fotovoltaiske systemet faktisk har kommet inn selve demonstrasjonsapplikasjonen.
Utvikling av 1500V relaterte solcelleprodukter er allerede en trend
Solcellekomponenter og elektrisk utstyr i dagens solcelleanlegg er designet og produsert basert på likestrømskravene på 1000V. For å oppnå et bedre utbytte av solcelleanlegg, er det presserende behov for et gjennombrudd i tilfelle reduksjon av solcellestøtte for produksjonskostnader og effektivitet. Derfor har utviklingen av 1500V relaterte solcelleprodukter blitt en trend. 1500V høyspenningskomponenter og støttende elektrisk utstyr betyr lavere systemkostnader og høyere effektivitet for kraftproduksjon. Å introdusere dette nye utstyret og teknologien kan gjøre at solcelleindustrien gradvis blir kvitt avhengighet av subsidier og oppnår paritet online tilgang på et tidlig tidspunkt. 1500V krav til solcelleanlegg, omformere, kabler, kombinasjonsbokser og systemoptimalisering ”
Det relevante kjerneutstyret til 1500V-systemet er vist ovenfor. Kravene på 1500V for hver enhet har også endret seg tilsvarende:
1500V komponent
• Oppsettet til komponentene endres, noe som krever høyere krypeavstand på komponentene;
• Endringer i komponentmateriale, økende materiale og testkrav for bakplanet;
• Økte testkrav for komponentisolasjon, spenningsmotstand, våtlekkasje og puls;
• Komponentkostnaden er i utgangspunktet flat og ytelsen forbedres;
• Det er for tiden IEC-standarder for 1500Vdc-systemkomponenter. Slik som IEC 61215 / IEC 61730;
• 1500Vdc-systemkomponenter fra vanlige produsenter har bestått relevante sertifiseringer og PID-ytelsestester.
1500V DC-kabel
• Det er forskjeller i isolasjon, kappetykkelse, ellipticitet, isolasjonsmotstand, termisk forlengelse, saltspray og røykmotstandstest og stråleforbrenningstest.
1500V kombinasjonsboks
• Testkrav for elektrisk klarering og krypeavstand, kraftfrekvensspenning og impuls motstå spenning og isolasjonsmotstand;
• Det er forskjeller i lynbeskyttere, strømbrytere, sikringer, ledninger, selvdrevne kilder, anti-revers dioder og kontakter;
• Standarder for kombinasjonsbokser og nøkkelkomponenter er på plass.
1500V omformer
• Lynvernere, strømbrytere, sikringer og bytte strømforsyninger er forskjellige;
• Isolasjon, elektrisk klarering og utslipp forårsaket av spenningsøkning;
• 1500V spenningsnivå er dekket av relevante IEC-standarder.
1500V-system
Ved utformingen av 1500V systemstrenger pleide komponentene i hver streng i 1000V-systemet å være 18-22, og nå vil 1500V-systemet øke antallet komponenter i serie kraftig til 32-34, noe som gjør flere strenger mindre og blir en virkelighet.
Nåværende solcelleanlegg, DC-sidespenning 450-1000V, AC-sidespenning 270-360V; 1500V-system, antall enkeltstrengskomponenter økte med 50%, DC-sidespenning 900-1500V, AC-side 400-1000V, ikke bare DC-sidelinjetapet reduseres Linjetapet på AC-siden har sunket betydelig. 1500V krav til komponenter, omformere, kabler, kombinasjonsbokser og systemoptimalisering ”
Når det gjelder omformere, ble 1MW sentraliserte omformere tidligere brukt, og nå kan de utvides til 2.5MW omformere etter bruk av et 1500V-system; og nominell spenning på vekselstrømssiden økes. Omformere med samme effekt og vekselstrømssiden Den reduserte utgangsstrømmen bidrar til å redusere kostnadene for inverteren.
Gjennom omfattende beregninger, etter den tekniske forbedringen av 1500V-systemet, kan den totale systemkostnaden reduseres med ca 2 cent, og systemeffektiviteten kan forbedres med 2%. Så anvendelsen av 1500V-systemet er til stor hjelp for å redusere systemkostnadene.
Ved å bruke et 1500V-system øker antall komponenter i serie, antall parallelle tilkoblinger synker, antall kabler reduseres, og antall kombinatorer og omformere reduseres. Spenningen økes, tapet reduseres, og effektiviteten forbedres. Redusert arbeids- og installasjonsbelastning reduserer også installasjons- og vedlikeholdskostnadene. Dette kan redusere LCOE-verdien for strøm.
Den store trenden! 1500V solcelleanlegg akselererer fremveksten av paritetstiden
I 2019, med endringene i solcellepolitikken, byr industrien på å redusere kostnadene for elektrisitet, og det er en uunngåelig trend å gå mot rimelig internettilgang. Derfor er teknologisk innovasjon gjennombruddet, å redusere kostnadene for elektrisitet og redusere avhengigheten av subsidier har blitt en ny retning for en sunn utvikling av solcelleindustrien. Samtidig har Kina, som verdens ledende produsent av solcelleindustrien, hjulpet de fleste land med å oppnå paritet på Internett, men det er fortsatt et stykke unna paritet på Internett av forskjellige årsaker.
Hovedårsaken til at det utenlandske fotovoltaiske markedet kan oppnå paritet, er at i tillegg til Kinas fordeler når det gjelder finansiering, land, tilgang, belysning, strømpriser osv., Er det viktigere og lærdom poenget at de er relativt Kina er mer avansert. For eksempel et solcelleanlegg med en spenning på 1500V. For tiden har 1500V-relaterte produkter blitt den vanlige løsningen for det utenlandske solcellemarkedet. Derfor bør innenriks solcelleanlegg også fokusere på innovasjon på systemnivå, akselerere bruken av 1500V og andre avanserte teknologier, realisere kostnadsreduksjon, effektivitet og kvalitetsforbedring av kraftverk, og omfattende fremme solcelleindustrien til å bevege seg mot paritetstiden.
1500V bølge har feid verden
Ifølge IHS-rapporten dateres den første foreslåtte bruken av 1500V-systemet tilbake til 2012. Innen 2014 investerte FirstSolar i det første 1500V solcelleanlegget. I henhold til beregningen av FirstSolar: 1500V fotovoltaisk kraftstasjon reduserer antall parallelle kretser ved å øke antall seriefotovoltaiske moduler; reduserer antall koblingsbokser og kabler; på samme tid, når spenningen økes, reduseres kabeltapet ytterligere, og effektiviteten til systemet genereres.
I 2015 tok Kinas ledende inverterprodusent Sunshine Power ledelsen innen markedsføring av systemløsninger basert på 1500V inverterdesign i bransjen, men fordi andre støttekomponenter ikke har dannet en komplett industriell kjede i Kina, og investeringsselskaper har begrenset bevissthet om dette, I stedet for å prioritere utenlandsk ekspansjon etter stor innenlandsk forfremmelse, "erobret" den først verden og returnerte deretter til det kinesiske markedet.
Fra det globale markedets perspektiv har 1500V-systemet blitt en nødvendig forutsetning for store solcelleprosjekter for å redusere kostnadene og øke effektiviteten. I land med lave strømpriser som India og Latin-Amerika vedtar stort sett solcelleanlegg på solcelleanlegg nesten alle 1500V-budordninger; land med utviklede kraftmarkeder i Europa og USA har byttet likestrøm fra 1000V solcelleanlegg til 1500V; fremvoksende markeder som Vietnam og Midtøsten har gått direkte inn i 1500V-systemer. Det er verdt å merke seg at 1500-volts solcelleprosjekt på GW-nivå blir brukt over hele verden og har gjentatte ganger satt en global rekord med ultra-lave strømpriser på nettet.
I USA utgjorde den installerte kapasiteten på 1500Vdc-utstyr i 2016 30.5%. Innen 2017 hadde den doblet seg til 64.4%. Det forventes at dette tallet vil nå 84.20% i 2019. Ifølge det lokale EPC-selskapet: “Hver nye 7GW bakkekraftstasjon bruker hvert år 1500V. For eksempel bruker det første store solcelleanlegget i Wyoming, som nettopp har blitt koblet til nettet, en sollysstrøm 1500V sentralisert inverterløsning.
Ifølge estimater, sammenlignet med et 1000V-system, gjenspeiles kostnadsreduksjon og effektivitetsøkning på 1500V i:
1) Antall komponenter koblet i serie er økt fra 24 blokker / streng til 34 blokker / streng, noe som reduserer antall strenger. Tilsvarende har forbruket av fotovoltaiske kabler redusert med 48%, og kostnadene for utstyr som kombinasjonsbokser er også redusert med ca. 1/3, og kostnaden er redusert med ca. 0.05 yuan / Wp;
2) Økningen i antall komponenter i serie reduserer systemkostnadene for støtte, pælefundament, konstruksjon og installasjon med ca 0.05 yuan / Wp;
3) AC-nettilkoblet spenning i 1500V-systemet økes fra 540V til 800V, nettkoblede punkter reduseres, og tapene på AC- og DC-sidesystemet kan reduseres med 1 ~ 2%.
4) I henhold til det modne tilfellet med det utenlandske markedet, kan den optimale kapasiteten til en enkelt undergruppe utformes til å være 6.25 MW i 1500 V-systemer, og til og med opptil 12.5 MW i noen områder. Ved å øke kapasiteten til en enkelt undergruppe, kan kostnadene for vekselstrømsutstyr som transformatorer reduseres.
Derfor, sammenlignet med det tradisjonelle 1000V-systemet, kan 1500V-systemet redusere kostnadene med 0.05 ~ 0.1 yuan / Wp, og den faktiske kraftproduksjonen kan øke med 1 ~ 2%.
Multipliser med "potensielt" 1500Vdc system innenlandske marked
Sammenlignet med det internasjonale markedet, i de tidlige årene av den kinesiske solcellindustrien, på grunn av den umodne forsyningskjeden til teknologiindustrien, startet 1500V-systemet sent og utviklingen var treg. Bare noen få ledende selskaper som Sunshine Power har fullført FoU og sertifisering. Men med økningen av 1500V-systemet på global skala, har hjemmemarkedet utnyttet det, og har oppnådd gode resultater i utvikling og innovasjon av 1500V-systemer og applikasjoner:
- I juli 2015 fullførte den første 1500V sentraliserte omformeren som ble utviklet og produsert av Sunshine Power i Kina vellykket nettilkoblingstesten og åpnet opptakten til 1500V-teknologien på hjemmemarkedet.
- I januar 2016 ble det første innenlandske 1500V-demonstrasjonsprosjektet for solcelleanlegg tilkoblet nettet for kraftproduksjon.
- I juni 2016, i det første innenlandske Datong-lederprosjektet, ble 1500V sentraliserte omformere brukt i batcher.
- I august 2016 tok Sunshine Power ledelsen i lanseringen av verdens første 1500V strengomformer, noe som ytterligere forbedret den internasjonale konkurranseevnen til innenlandske solcellsomformere.
Samme år ble Kinas første 1500V fotovoltaiske system benchmarking-prosjekt formelt koblet til nettet for kraftproduksjon i Golmud, Qinghai, og markerte at det innenlandske 1500Vdc solcelleanlegget har begynt å komme inn i feltet for praktisk anvendelse. Den totale installerte kapasiteten til kraftstasjonen er 30MW. Sunshine Power gir et komplett sett med løsninger for dette prosjektet, reduserer kabelinvesteringskostnadene med 20%, kostnaden på 0.1 yuan / Wp, og reduserer AC- og DC-sidelinjetap og transformatorens lavspenningssidesviklingstap sterkt.
1500V har blitt mainstream av det globale markedet
1500V-systemet, som både har kostnadsreduksjon og effektivitet, har etter hvert blitt førstevalget for store bakkekraftverk. Når det gjelder den fremtidige utviklingen av 1500V-systemer, spår IHS at andelen av 1500V-omformere vil fortsette å øke til 74% i 2019 og vil øke til 84% i 2020 og bli hovedstrømmen i bransjen.
Fra perspektivet til 1500V installert kapasitet var den bare 2GW i 2016 og oversteg 30GW i 2018. Den har oppnådd en vekst på mer enn 14 ganger på bare to år, og det forventes å opprettholde en vedvarende høyhastighets veksttrend. Det forventes at kumulative forsendelser i 2019 og 2020 vil være Beløpet vil overstige 100GW. For kinesiske bedrifter har Sunshine Power installert mer enn 5GW 1500V-omformere over hele verden, og har planer om å lansere mer avanserte strenger i 1500V-serien og sentraliserte omformere i 2019 for å møte den raskt voksende etterspørselen etter installasjon på markedet.
Å øke DC-spenningen til 1500V er en viktig endring i å redusere kostnadene og øke effektiviteten, og har nå blitt den vanlige løsningen for internasjonal solcelleutvikling. Med en periode med subsidiereduksjon og paritet i Kina, vil 1500V-systemet også bli brukt mer og mer utbredt i Kina, og akselererer ankomsten av Kinas omfattende paritetstid.
Økonomisk analyse av 1500V solcelleanlegg
Fra 2018, uansett i utlandet eller innenlands, blir applikasjonsandelen av 1500V-systemet større og større. I henhold til IHS-statistikk oversteg applikasjonsvolumet på 1500V for store utenlandske kraftverk i utlandet 50% i 2018; ifølge foreløpig statistikk, blant den tredje batchen av frontløpere i 2018, var andelen 1500V-applikasjoner mellom 15% og 20%.
Kan 1500V-systemet effektivt redusere kostnadene for strøm til prosjektet? Denne artikkelen gjør en komparativ analyse av økonomien til de to spenningsnivåene gjennom teoretiske beregninger og faktiske saksdata.
I. Grunnleggende utformingsplan
For å analysere kostnadsnivået for 1500Vdc-applikasjonen i solcelleanlegget, brukes et konvensjonelt designskjema for å sammenligne prosjektkostnaden med den tradisjonelle 1000V-systemkostnaden.
1. beregningsforutsetning
1) Bakken kraftstasjon, flatt terreng, installert kapasitet er ikke begrenset av landareal;
2) Ekstrem temperatur og ekstremt lav temperatur på prosjektstedet skal vurderes i henhold til 40 ℃ og -20 ℃.
3) Nøkkelparametrene til utvalgte komponenter og omformere er vist i tabellen nedenfor.
2. Grunnleggende utformingsskjema
1) 1000V-serie designskjema
22 310W dobbeltsidige solcellemoduler danner en gren på 6.82kW, 2 grener danner en firkant, 240 grener totalt 120 kvadratfelt og inngår i 20 75kW omformere (1.09 ganger overfordeling på DC-siden, gevinst på baksiden) 15%, er det 1.25 ganger overforsyning) for å danne en kraftproduksjonsenhet på 1.6368MW.
Komponenten er installert horisontalt i samsvar med 4 * 11, og de fremre og bakre faste stolpene.
2) 1500V-serie designskjema
34 310W dobbeltsidige solcellemoduler danner en gren på 10.54kW, 2 grener danner en firkantmatrise, 324 grener har totalt 162 firkantarrayer, og 18 175kW omformere er installert (1.08 ganger overfordeling på DC-siden, gevinst på tilbake Tatt i betraktning 15%, er det 1.25 ganger overforsyning) for å danne en 3.415 MW kraftgenereringsenhet.
Komponenten er installert horisontalt i samsvar med 4 * 17, og de fremre og bakre faste stolpene.
For det andre, innvirkningen av 1500V på den opprinnelige investeringen
I henhold til designskjemaet ovenfor er en komparativ analyse av konstruksjonsmengden og kostnaden for 1500V-systemet og det tradisjonelle 1000V-systemet som følger.
Tabell 3: Investeringssammensetning av 1000V-system
Tabell 4: Investeringssammensetning av 1500V-system
Gjennom komparativ analyse er det funnet at sammenlignet med det tradisjonelle 1000V-systemet sparer 1500V-systemet omtrent 0.1 yuan / W av systemkostnaden.
For det tredje, innvirkningen av 1500V på kraftproduksjon
Beregningsforutsetning:
Ved å bruke de samme komponentene vil det ikke være noen forskjell i kraftproduksjon på grunn av forskjeller i komponenter; antar vi flatt terreng, vil det ikke være noen skyggelukking på grunn av terrengendringer;
Forskjellen i kraftproduksjon er hovedsakelig basert på to faktorer: tap av samsvar mellom komponenter og strenger, tap av likestrøm og tap av vekselstrøm.
1. misforholdstap mellom komponenter og strenger
Antall seriekomponenter i en enkelt gren har blitt økt fra 22 til 34. På grunn av effektavviket på ± 3W mellom forskjellige komponenter, vil effekttapet mellom 1500V systemkomponenter øke, men det kan ikke beregnes kvantitativt.
Antall tilgangsveier til en enkelt inverter er økt fra 12 til 18, men antallet MPPT-sporingsveier til inverteren er økt fra 6 til 9 for å sikre at 2 grener tilsvarer 1 MPPT. MPPT-tapet øker ikke.
2. DC- og AC-ledningstap
Beregningsformel for linjetap
Q-tap = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)
1) Beregning av DC-linjetap
Tabell: DC-tapstapforhold for en enkelt gren
Gjennom de ovennevnte teoretiske beregningene er det funnet at DC-linjetapet for 1500V-systemet er 0.765 ganger det for 1000V-systemet, noe som tilsvarer å redusere DC-linjetapet med 23.5%.
2) Beregning av vekselstrømstap
Tabell: AC-tapstapforhold for en enkelt inverter
I henhold til de ovennevnte teoretiske beregningene er det funnet at DC-linjetapet for 1500V-systemet er 0.263 ganger det for 1000V-systemet, noe som tilsvarer å redusere vekselstrømstapet med 73.7%.
3) Faktiske saksdata
Siden misforholdet mellom komponentene ikke kan beregnes kvantitativt, og det faktiske miljøet er mer ansvarlig, vil den faktiske saken brukes for nærmere forklaring.
Denne artikkelen bruker de faktiske kraftgenerasjonsdataene for den tredje batchen av et frontløpsprosjekt. Datainnsamlingstiden er fra mai til juni 2019, totalt 2 måneders data.
Tabell: Sammenligning av kraftproduksjon mellom 1000V og 1500V systemer
Fra tabellen ovenfor kan det bli funnet at på samme prosjektsted, ved bruk av de samme komponentene, inverterprodusentens produkter og samme brakettinstallasjonsmetode, i løpet av mai til juni 2019, var kraftproduksjonstiden til 1500V-systemet 1.55% høyere enn 1000V-systemet.
Det kan sees at selv om økningen i antall enkeltstrengskomponenter vil øke misforholdet mellom komponentene fordi det kan redusere DC-linjetapet med ca. 23.5% og vekselstrømstapet med ca. 73.7%, kan 1500V-systemet øke kraftproduksjon av prosjektet.
For det fjerde en omfattende analyse
Gjennom analysen ovenfor kan vi finne at sammenlignet med det tradisjonelle 1000V-systemet, 1500V-systemet,
1) Kan spare omtrent 0.1 yuan / W systemkostnad;
2) Selv om økningen i antall enkeltstrengskomponenter vil øke uoverensstemmelsestapet mellom komponentene, men fordi det kan redusere tapet av likestrøm med ca. 23.5% og vekselstrømstapet med ca. 73.7%, vil 1500V-systemet øke kraftproduksjon av prosjektet.
Derfor kan 1500Vdc-applikasjon i solcelleanlegget kostnadene for strøm reduseres til en viss grad.
I følge Dong Xiaoqing, president for Hebei Energy Engineering Institute, valgte mer enn 50% av de grunnleggende solcelleanleggsprosjektene som ble fullført av instituttet 1500V; det forventes at den nasjonale 1500V-andelen av bakkekraftverk i 2019 vil nå ca 35%; det økes ytterligere i 2020.
IHS Markit, et kjent internasjonalt konsulentbyrå, ga en mer optimistisk prognose. I sin 1500V globale fotovoltaiske markedsanalyserapport påpekte de at den globale 1500V solcelleanleggskalaen ville overstige 100GW de neste to årene.
Figur: Prognose for andelen 1500V i globale bakkekraftverk
Uten tvil vil den globale solcelleindustriens avsubsidieringsprosess akselererer, og den ultimate forfølgelsen av kostnadene for strøm, 1500V, som en teknisk løsning som kan redusere kostnadene for elektrisitet, vil i økende grad bli brukt.
