แอปพลิเคชั่น 1500Vdc ในระบบโซลาร์เซลล์

แอปพลิเคชั่น 1500Vdc ในระบบโซลาร์เซลล์

การลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพเป็นทิศทางของความพยายามของผู้ใช้ไฟฟ้ามาโดยตลอด

แนวโน้ม 1500VDC และทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของระบบพาริตี

การลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพเป็นแนวทางของความพยายามของคนไฟฟ้ามาโดยตลอด ในหมู่พวกเขาบทบาทของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเป็นกุญแจสำคัญ ในปี 2019 ด้วยการอุดหนุนอย่างรวดเร็วของจีน 1500Vdc มีความหวังสูง

ตามข้อมูลของ IHS จากองค์กรวิจัยและวิเคราะห์ระบบ 1500Vdc ถูกเสนอครั้งแรกในปี 2012 และ FirstSolar ลงทุนโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc แห่งแรกในโลกในปี 2014 ในเดือนมกราคม 2016 โครงการสาธิต 1500Vdc ในประเทศแห่งแรก Golmud Sunshine Qiheng New Energy โครงการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ Golmud 30MW เชื่อมต่ออย่างเป็นทางการกับกริดสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งแสดงว่าแอปพลิเคชัน 1500Vdc ในประเทศในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้เข้าสู่ขั้นตอนของการสาธิตการใช้งานขนาดใหญ่อย่างแท้จริง สองปีต่อมาในปี 2018 เทคโนโลยี 1500Vdc ได้ถูกนำไปใช้ในวงกว้างทั้งในและต่างประเทศ ในบรรดาโครงการชั้นนำในประเทศกลุ่มที่สามที่เริ่มก่อสร้างในปี 2018 โครงการ Golmud ที่มีราคาเสนอซื้อต่ำสุด (0.31 หยวน / กิโลวัตต์ชั่วโมง) เช่นเดียวกับโครงการ GCL Delingha และ Chint Baicheng ต่างก็ใช้เทคโนโลยี 1500Vdc เมื่อเทียบกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1000Vdc แบบดั้งเดิมแอปพลิเคชัน 11500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเมื่อเร็ว ๆ นี้ จากนั้นเราสามารถมีคำถามดังต่อไปนี้:

ทำไมต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจาก 1000Vdc เป็น 1500Vdc?

ยกเว้นอินเวอร์เตอร์อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ สามารถทนแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1500Vdc ได้หรือไม่?
ระบบ 1500Vdc หลังใช้งานมีประสิทธิภาพแค่ไหน?

1. ข้อดีและข้อเสียทางเทคนิคของแอพพลิเคชั่น 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์

การวิเคราะห์ความได้เปรียบ

1) ลดจำนวนกล่องรวมสัญญาณและสาย DC
ใน "Code for Design of Photovoltaic Power Plants (GB 50797-2012)" การจับคู่โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์และอินเวอร์เตอร์ควรเป็นไปตามสูตรต่อไปนี้: ตามสูตรข้างต้นและพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของส่วนประกอบแต่ละสตริงของระบบ 1000Vdc โดยทั่วไปคือ 22 ส่วนประกอบในขณะที่แต่ละสตริงของระบบ 1500Vdc สามารถอนุญาตให้ใช้ส่วนประกอบได้ 32 ชิ้น

ยกตัวอย่างหน่วยผลิตไฟฟ้า 285MW โมดูล 2.5W และอินเวอร์เตอร์สตริงเป็นตัวอย่างระบบ 1000Vdc:
สายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 408 เส้นฐานรากเสาเข็ม 816 คู่
อินเวอร์เตอร์สตริง 34kW 75 ชุด

ระบบ 1500Vdc:
สตริงกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ 280
ฐานรากเสาเข็ม 700 คู่
อินเวอร์เตอร์สตริง 14kW 75 ชุด

เมื่อจำนวนสตริงลดลงจำนวนสาย DC ที่เชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบและสาย AC ระหว่างสตริงและอินเวอร์เตอร์จะลดลง

2) ลดการสูญเสียสาย DC
∵ P = IRI = P / U
∴ U เพิ่มขึ้น 1.5 เท่า→ฉันกลายเป็น (1 / 1.5) → P กลายเป็น 1 / 2.25
∵ R = ρL / S สาย DC L กลายเป็น 0.67, 0.5 เท่าของเดิม
∴ R (1500Vdc) <0.67 R (1000Vdc)
โดยสรุป 1500VdcP ของชิ้นส่วน DC มีค่าประมาณ 0.3 เท่าของ 1000VdcP

3) ลดจำนวนวิศวกรรมและอัตราความล้มเหลว
เนื่องจากการลดจำนวนสายเคเบิล DC และกล่องแยกสัญญาณจำนวนข้อต่อสายเคเบิลและการเดินสายกล่องแยกที่ติดตั้งระหว่างการก่อสร้างจะลดลงและทั้งสองจุดนี้มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว ดังนั้น 1500Vdc อาจลดอัตราความล้มเหลวบางอย่าง

4) ลดการลงทุน
การเพิ่มจำนวนส่วนประกอบสตริงเดียวสามารถลดต้นทุนของวัตต์เดียวได้ ความแตกต่างที่สำคัญคือจำนวนฐานรากของเสาเข็มความยาวของสายเคเบิลหลังจากการบรรจบกันของ DC และจำนวนกล่องรวมสัญญาณ (รวมศูนย์)

เมื่อเทียบกับโครงร่าง 22 สายของระบบ 1000Vdc โครงร่าง 32 สายของระบบ 1500Vdc สามารถประหยัดได้ประมาณ 3.2 จุด / W สำหรับสายเคเบิลและฐานเสาเข็ม

การวิเคราะห์ข้อเสีย

1) ความต้องการอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้น
เมื่อเทียบกับระบบ 1000Vdc แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็น 1500Vdc มีผลกระทบอย่างมากต่อเบรกเกอร์ฟิวส์อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าและแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและนำเสนอข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการทนต่อแรงดันไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือและราคาต่อหน่วยของอุปกรณ์จะค่อนข้างเพิ่มขึ้น .

2) ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สูงขึ้น
หลังจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 1500Vdc ความเสี่ยงของการเสียไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะช่วยปรับปรุงการป้องกันฉนวนและการกวาดล้างไฟฟ้า นอกจากนี้เมื่อเกิดอุบัติเหตุทางฝั่ง DC จะต้องเผชิญกับปัญหาการสูญพันธุ์ของ DC arc ที่รุนแรงมากขึ้น ดังนั้นระบบ 1500Vdc จึงเพิ่มข้อกำหนดในการป้องกันความปลอดภัยของระบบ

3) เพิ่มความเป็นไปได้ของผลกระทบ PID
หลังจากเชื่อมต่อโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบอนุกรมแล้วกระแสไฟฟ้ารั่วที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์ของโมดูลไฟฟ้าแรงสูงและกราวด์เป็นสาเหตุสำคัญของผลกระทบของ PID หลังจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 1000Vdc เป็น 1500Vdc จะเห็นได้ชัดว่าความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างเซลล์และพื้นดินจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะเพิ่มความเป็นไปได้ของผลกระทบของ PID

4) เพิ่มการสูญเสียที่ตรงกัน
มีการสูญเสียการจับคู่ระหว่างสตริงเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากสาเหตุต่อไปนี้:

• กำลังโรงงานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่แตกต่างกันจะมีค่าเบี่ยงเบน 0 ~ 3% รอยแตกที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่งและการติดตั้งจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของกำลัง
• การลดทอนที่ไม่สม่ำเสมอและการปิดกั้นที่ไม่สม่ำเสมอหลังการติดตั้งจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของพลังงาน
• จากปัจจัยข้างต้นการเพิ่มแต่ละสตริงจาก 22 องค์ประกอบเป็น 32 องค์ประกอบจะเพิ่มการสูญเสียการจับคู่อย่างเห็นได้ชัด
• เพื่อตอบสนองต่อปัญหาข้างต้นของ 1500V หลังจากการวิจัยและสำรวจเกือบสองปี บริษัท อุปกรณ์ได้ทำการปรับปรุงบางอย่างเช่นกัน

ประการที่สองอุปกรณ์หลักของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc

1. โมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
First Solar, Artus, Tianhe, Yingli และ บริษัท อื่น ๆ เป็นผู้นำในการเปิดตัวโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc

นับตั้งแต่โรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 1500Vdc แห่งแรกของโลกสร้างเสร็จในปี 2014 ปริมาณการใช้งานระบบ 1500V ก็ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง จากสถานการณ์นี้มาตรฐาน IEC จึงเริ่มรวมข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับ 1500V เข้ากับการดำเนินการตามมาตรฐานใหม่ ในปี 2016 IEC 61215 (สำหรับ C-Si), IEC 61646 (สำหรับฟิล์มบาง) และ IEC61730 เป็นมาตรฐานความปลอดภัยของส่วนประกอบที่ต่ำกว่า 1500V มาตรฐานทั้งสามนี้ช่วยเสริมข้อกำหนดการทดสอบประสิทธิภาพและการทดสอบความปลอดภัยของระบบส่วนประกอบ 1500V และทำลายอุปสรรคสุดท้ายของข้อกำหนด 1500V ซึ่งส่งเสริมการปฏิบัติตามมาตรฐานสถานีไฟฟ้า 1500V อย่างมาก

ปัจจุบันผู้ผลิตรายแรกในประเทศของจีนได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ 1500V ที่ครบกำหนดรวมถึงส่วนประกอบด้านเดียวส่วนประกอบสองด้านส่วนประกอบกระจกสองชั้นและได้รับการรับรองที่เกี่ยวข้องกับ IEC

เพื่อตอบสนองต่อปัญหา PID ของผลิตภัณฑ์ 1500V ผู้ผลิตกระแสหลักในปัจจุบันใช้สองมาตรการต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพ PID ของส่วนประกอบ 1500V และส่วนประกอบ 1000V ทั่วไปยังคงอยู่ในระดับเดียวกัน

1) โดยการอัพเกรดกล่องรวมสัญญาณและเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงร่างส่วนประกอบเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดระยะห่างและระยะห่าง 1500V
2) ความหนาของวัสดุด้านหลังเพิ่มขึ้น 40% เพื่อเพิ่มฉนวนและความปลอดภัยของส่วนประกอบ

สำหรับผลกระทบของ PID ผู้ผลิตแต่ละรายรับประกันว่าภายใต้ระบบ 1500V ส่วนประกอบยังคงรับประกันว่าการลดทอน PID น้อยกว่า 5% เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของ PID ของส่วนประกอบทั่วไปยังคงอยู่ในระดับเดียวกัน

2. อินเวอร์เตอร์
ผู้ผลิตในต่างประเทศเช่น SMA / GE / PE / INGETEAM / TEMIC โดยทั่วไปได้เปิดตัวโซลูชันอินเวอร์เตอร์ 1500V ประมาณปี 2015 ผู้ผลิตชั้นหนึ่งในประเทศหลายรายได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ซีรีส์ 1500V เช่น Sungrow SG3125 ซีรีส์ SUN2000HA ของ Huawei เป็นต้นและ เป็นรายแรกที่วางจำหน่ายในตลาดสหรัฐอเมริกา

NB / T 32004: 2013 เป็นมาตรฐานที่ผลิตภัณฑ์อินเวอร์เตอร์ในประเทศต้องปฏิบัติตามเมื่อวางตลาด ขอบเขตที่ใช้บังคับของมาตรฐานที่แก้ไขแล้วคืออินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับวงจรแหล่งกำเนิด PV ที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 1500V DC และแรงดันเอาต์พุต AC ไม่เกิน 1000V มาตรฐานนี้มีช่วง DC 1500V อยู่แล้วและให้ข้อกำหนดในการทดสอบสำหรับแรงดันไฟฟ้าเกินของวงจร PV ระยะห่างทางไฟฟ้าระยะทางคืบหน้าความถี่ไฟฟ้าทนต่อแรงดันไฟฟ้าและการทดสอบอื่น ๆ

3. กล่อง Combiner
มาตรฐานสำหรับกล่องคอมไบเนอร์และอุปกรณ์สำคัญแต่ละชิ้นพร้อมใช้งานและ 1500Vdc ได้เข้าสู่มาตรฐานการรับรองกล่องคอมไบเนอร์ CGC / GF 037: 2014“ ข้อกำหนดทางเทคนิคของอุปกรณ์ผสมโซลาร์เซลล์”

4. สายเคเบิล
ในปัจจุบันมีการนำมาตรฐาน 1500V สำหรับสายโซลาร์เซลล์มาใช้ด้วย

5. สวิตช์และการป้องกันฟ้าผ่า
ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ในยุค 1100Vdc แรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์สูงถึง 500Vac คุณสามารถยืมระบบมาตรฐานสวิตช์การกระจาย 690Vac และผลิตภัณฑ์สนับสนุน จากแรงดัน 380Vac ถึงแรงดัน 500Vac ไม่มีปัญหาการจับคู่สวิตช์ อย่างไรก็ตามในช่วงต้นปี 2015 อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์และระบบจำหน่ายไฟฟ้าทั้งหมดไม่มีสวิตช์จ่ายไฟ 800Vac / 1000Vac และข้อกำหนดอื่น ๆ ทำให้เกิดความยากลำบากในการสนับสนุนผลิตภัณฑ์ทั้งหมดและต้นทุนการสนับสนุนที่สูง

คำอธิบายที่ครอบคลุม

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในต่างประเทศและเป็นเทคโนโลยีการใช้งานสำหรับผู้ใหญ่ทั่วโลก
ดังนั้นอุปกรณ์หลักของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จึงสามารถผลิตได้จำนวนมากและราคาก็ลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับขั้นตอนการสาธิตในปี 2016

แอปพลิเคชั่น 1500Vdc ในระบบโซลาร์เซลล์
ดังที่ได้กล่าวมาแล้วระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ได้ถูกนำไปใช้ในต่างประเทศตั้งแต่ต้นปี 2014 เนื่องจากมีต้นทุนโดยรวมที่ต่ำและการผลิตไฟฟ้าที่สูง

แอปพลิเคชั่น Global 1500Vdc ในกรณีการสำรวจระบบโซลาร์เซลล์

โซลาร์ดวงแรกประกาศในเดือนพฤษภาคม 2014 ว่าโรงไฟฟ้า 1500Vdc แห่งแรกที่สร้างขึ้นใน Deming รัฐนิวเม็กซิโกถูกนำไปใช้ กำลังการผลิตทั้งหมดของสถานีไฟฟ้าคือ 52MW อาร์เรย์ 34 อาร์เรย์ใช้โครงสร้าง 1000Vdc และอาร์เรย์ที่เหลือใช้โครงสร้าง 1500Vdc

SMA ประกาศในเดือนกรกฎาคม 2014 ว่าโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 3.2MW ที่สร้างในสวนอุตสาหกรรม Sandershauser Berg ใน Niestetal เมือง Kassel ทางตอนเหนือของเยอรมนีได้ถูกนำไปใช้และโรงไฟฟ้าใช้ระบบ 1500Vdc

1500Vdc ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการต้นทุนต่ำ

ปัจจุบัน LSP ประสบความสำเร็จในการพัฒนา T1 + T2 คลาส B + C, คลาส I + II อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก PV SPD 1500Vdc, 1200Vdc, 1000Vdc, 600Vdc ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์

แอปพลิเคชั่น 1500Vdc ขนาดใหญ่ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์

เป็นครั้งแรกที่โครงการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 257 เมกะวัตต์ของ Fu An Hua Hui ในเวียดนามประสบความสำเร็จในการเชื่อมต่อกับกริด โซลูชันแบบรวมขั้นตอนอินเวอร์เตอร์แบบตู้คอนเทนเนอร์ 1500V ทั้งหมดถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้รับการยอมรับตั้งแต่การออกแบบการสร้างไปจนถึงการเชื่อมต่อแบบกริด โครงการตั้งอยู่ในเมือง Huahui, Fuhua County, จังหวัด Phu An ประเทศเวียดนามและอยู่ในพื้นที่ชายฝั่งตอนกลางและตอนใต้ โดยคำนึงถึงสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ในท้องถิ่นและความประหยัดของโครงการในที่สุดลูกค้าของโครงการก็เลือกโซลูชันบูรณาการอินเวอร์เตอร์แบบตู้คอนเทนเนอร์ 1500V

โซลูชันที่เชื่อถือได้
ในโครงการสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สาธิตลูกค้ามีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการก่อสร้างและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ กำลังการติดตั้งของโครงการที่ด้าน DC ของโครงการคือ 257 MW ซึ่งประกอบด้วยกล่องรวม 1032V DC 1500 ชุด, อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ 86Vdc 1500MW จำนวน 2.5 ชุด, หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาดกลาง 43MVA จำนวน 5 ชุดและโซลูชันแบบรวมที่มีคอนเทนเนอร์ สำหรับตู้เครือข่ายแบบวงแหวนทำให้ง่ายต่อการติดตั้งและการว่าจ้างสามารถลดวงจรการก่อสร้างและลดต้นทุนระบบ

โซลูชัน 1500V รวบรวม "เทคโนโลยีขนาดใหญ่"
โซลูชันอินเวอร์เตอร์บูสต์อินเวอร์เตอร์ชนิดตู้คอนเทนเนอร์ 1500V มีคุณสมบัติ 1500V อาร์เรย์สี่เหลี่ยมขนาดใหญ่อัตราส่วนความจุสูงอินเวอร์เตอร์กำลังสูงอินเวอร์เตอร์บูสต์ในตัวเป็นต้นซึ่งช่วยลดต้นทุนของอุปกรณ์เช่นสายเคเบิลและกล่องรวมสัญญาณ ลดต้นทุนการลงทุนเริ่มต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบอัตราส่วนกำลังการผลิตที่สูงช่วยเพิ่มอัตราการใช้กำลังการผลิตโดยรวมของสายการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพและกำหนดอัตราส่วนกำลังการผลิตที่เหมาะสมผ่านการจัดเตรียมส่วนเกินที่ใช้งานอยู่เพื่อให้ระบบ LCOE เหมาะสมที่สุด

โซลูชัน 1500VDC ใช้ในโครงการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มากกว่า 900 เมกะวัตต์ในเวียดนาม โครงการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ Vietnam Fu An Hua Hui 257MW เป็นโครงการสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุด ในฐานะโครงการสาธิตด้านพลังงานชุดแรกในเวียดนามหลังจากดำเนินโครงการแล้วจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างกำลังไฟฟ้าของเวียดนามบรรเทาปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าในภาคใต้ของเวียดนามและส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมในเวียดนามอย่างมีนัยสำคัญ

แอปพลิเคชัน 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ยังห่างไกลจากขนาดใหญ่หรือไม่?

เมื่อเทียบกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1000Vdc ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์การวิจัยแอปพลิเคชัน 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่นำโดยผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ได้กลายเป็นจุดร้อนทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรม

มีคำถามง่ายๆดังนี้
ทำไมต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจาก 1000Vdc เป็น 1500Vdc?

ยกเว้นอินเวอร์เตอร์อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ สามารถทนแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1500Vdc ได้หรือไม่?
ตอนนี้มีใครใช้ระบบ 1500Vdc บ้างครับ? ผลเป็นอย่างไร?

ข้อดีและข้อเสียทางเทคนิคของแอปพลิเคชัน 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์

1. การวิเคราะห์ความได้เปรียบ
1) ลดการใช้กล่อง Combiner และสาย DC แต่ละสตริงของระบบ 1000Vdc โดยทั่วไปจะมีส่วนประกอบ 22 ส่วนในขณะที่แต่ละสตริงของระบบ 1500VDC สามารถอนุญาตส่วนประกอบได้ 32 รายการ ยกตัวอย่างหน่วยผลิตไฟฟ้า 265MW โมดูล 1W
ระบบ 1000Vdc: 176 สายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และกล่องรวม 12 กล่อง
ระบบ 1500Vdc: 118 สายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และกล่องรวม 8 กล่อง
ดังนั้นปริมาณของสาย DC จากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังกล่อง Combiner จึงอยู่ที่ประมาณ 0.67 เท่าและปริมาณของสาย DC จากกล่อง Combiner ไปยังอินเวอร์เตอร์ประมาณ 0.5 เท่า

2) ลดการสูญเสียสาย DC ∵การสูญเสีย P = สาย I2R I = P / U
∴Uเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า→ฉันกลายเป็น (1 / 1.5) →การสูญเสีย P กลายเป็น 1 / 2.25
นอกจากนี้สาย R = ρL / S, L ของสาย DC จะกลายเป็น 0.67, 0.5 เท่าของสายเดิม
สายเคเบิล∴R (1500Vdc) <สายเคเบิล 0.67R (1000Vdc)
โดยสรุปการสูญเสีย 1500VdcP ของชิ้นส่วน DC ประมาณ 0.3 เท่าของการสูญเสีย 1000VdcP

3) ลดจำนวนวิศวกรรมและอัตราความล้มเหลว
เนื่องจากจำนวนสายไฟ DC และกล่อง Combiner ลดลงจำนวนข้อต่อสายเคเบิลและการเดินสายกล่อง Combiner ที่ติดตั้งระหว่างการก่อสร้างจะลดลงและจุดทั้งสองนี้มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว ดังนั้น 1500Vdc อาจลดอัตราความล้มเหลวบางอย่าง

2. การวิเคราะห์ข้อเสีย
1) ความต้องการอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับระบบ 1000Vdc การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 1500Vdc มีผลกระทบอย่างมากต่อเบรกเกอร์ฟิวส์ตัวป้องกันฟ้าผ่าและอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและทำให้ข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือสูงขึ้น ทำให้ดีขึ้น.

2) ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สูงขึ้นหลังจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 1500Vdc อันตรายจากการเสียและการคายประจุของไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้การป้องกันฉนวนและการกวาดล้างไฟฟ้าควรได้รับการปรับปรุง นอกจากนี้หากเกิดอุบัติเหตุที่ด้าน DC จะต้องเผชิญกับปัญหาการดับไฟ DC ที่ร้ายแรงกว่า ดังนั้นระบบ 1500Vdc จึงเพิ่มข้อกำหนดของระบบสำหรับการป้องกันความปลอดภัย

3) การเพิ่มเอฟเฟกต์ PID ที่เป็นไปได้หลังจากเชื่อมต่อโมดูล PV เป็นชุดกระแสไฟฟ้ารั่วที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์ของโมดูลแรงดันสูงและกราวด์เป็นสาเหตุสำคัญสำหรับผลกระทบของ PID (สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดโปรดตอบกลับที่“ 103 " ในพื้นหลัง). หลังจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 1000Vdc เป็น 1500Vdc เป็นที่ชัดเจนว่าความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างชิปแบตเตอรี่และกราวด์จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะเพิ่มความเป็นไปได้ของเอฟเฟกต์ PID

4) การสูญเสียการจับคู่ที่เพิ่มขึ้นมีการสูญเสียการจับคู่ระหว่างสตริงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากสาเหตุต่อไปนี้:
กำลังโรงงานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่แตกต่างกันจะมีค่าเบี่ยงเบน 0 ~ 3%
รอยแตกที่ซ่อนอยู่ที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่งและการติดตั้งจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของกำลัง
การลดทอนที่ไม่สม่ำเสมอและการป้องกันที่ไม่สม่ำเสมอหลังการติดตั้งจะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของพลังงาน
จากปัจจัยข้างต้นการเพิ่มแต่ละสตริงจาก 22 องค์ประกอบเป็น 32 องค์ประกอบจะเพิ่มการสูญเสียการจับคู่อย่างเห็นได้ชัด

3. การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมในการวิเคราะห์ข้างต้นสามารถเปรียบเทียบ 1500Vdc กับ 1000Vdc ได้เท่าใดจึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพด้านต้นทุนได้และจำเป็นต้องมีการคำนวณเพิ่มเติม

บทนำ: เมื่อเทียบกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1000Vdc ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์การวิจัยแอปพลิเคชัน 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่นำโดยผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ได้กลายเป็นฮอตสปอตเทคโนโลยีอุตสาหกรรมเมื่อเร็ว ๆ นี้ จากนั้นเราสามารถมีคำถามดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย

ประการที่สองอุปกรณ์หลักของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ 1500Vdc
1) โมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ปัจจุบัน FirstSolar, Artes, Trina, Yingli และ บริษัท อื่น ๆ ได้เปิดตัวโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ซึ่งรวมถึงโมดูลทั่วไปและโมดูลกระจกสองชั้น
2) อินเวอร์เตอร์ในปัจจุบันผู้ผลิตกระแสหลักได้เปิดตัวอินเวอร์เตอร์ 1500Vdc ที่มีความจุ 1MVA ~ 4MVA ซึ่งถูกนำไปใช้ในสถานีไฟฟ้าสาธิต ระดับแรงดันไฟฟ้า 1500Vdc ได้รับการคุ้มครองตามมาตรฐาน IEC ที่เกี่ยวข้อง
3) มีการจัดเตรียมมาตรฐานสำหรับกล่องคอมไบเนอร์และส่วนประกอบหลักอื่น ๆ กล่อง Combiner และส่วนประกอบสำคัญและ 1500Vdc ได้เข้าสู่มาตรฐานการรับรองกล่อง Combiner CGC / GF037: 2014“ ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับอุปกรณ์รวมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์”; 1500Vdc ได้รับการชี้แจงโดยมาตรฐาน IEC ส่วนใหญ่ซึ่งอยู่ในหมวดหมู่ของคำสั่งแรงดันไฟฟ้าต่ำเช่นมาตรฐานเบรกเกอร์ IEC61439-1 และ IEC60439-1 ฟิวส์พิเศษโซลาร์เซลล์ IEC60269-6 และอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าพิเศษโซลาร์เซลล์ EN50539-11 / -12 .

อย่างไรก็ตามเนื่องจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ยังอยู่ในขั้นตอนการสาธิตและความต้องการของตลาดมี จำกัด อุปกรณ์ดังกล่าวข้างต้นจึงยังไม่ได้เริ่มการผลิตจำนวนมาก

แอปพลิเคชั่น 1500Vdc ในระบบโซลาร์เซลล์

1. สถานีพลังงานแสงอาทิตย์ Macho Springs
Firstsolar ประกาศในเดือนพฤษภาคม 2014 ว่าสถานีไฟฟ้า 1500Vdc แห่งแรกที่สร้างเสร็จใน Deming, NewMexico ถูกนำไปใช้ ความจุทั้งหมดของสถานีไฟฟ้าคือ 52MW อาร์เรย์ 34 อาร์เรย์ใช้โครงสร้าง 1000Vdc และอาร์เรย์ที่เหลือใช้โครงสร้าง 1500Vdc
SMA ประกาศในเดือนกรกฎาคม 2014 ว่าโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 3.2MW ใน Sandershauser Bergindustrialpark ซึ่งเป็นสวนอุตสาหกรรมใน Niestetal เมือง Kassel ทางตอนเหนือของเยอรมนีได้ถูกนำไปใช้แล้ว โรงไฟฟ้าใช้ระบบ 1500Vdc

2. กรณีการสมัครในประเทศจีน
Golmud Sunshine Qiheng พลังงานใหม่ Golmud 30MW โครงการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
ในเดือนมกราคม 2016 โครงการสาธิตระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 1500Vdc แห่งแรกในประเทศ Golmud Sunshine Qiheng New Energy Golmud 30MW โครงการผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับการเชื่อมต่ออย่างเป็นทางการกับกริดสำหรับการผลิตไฟฟ้าซึ่งแสดงว่าระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ในประเทศได้เข้าสู่จริงแล้ว ขั้นตอนการสาธิตการใช้งานจริง

การพัฒนาผลิตภัณฑ์โซลาร์เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับ 1500V เป็นเทรนด์แล้ว

ส่วนประกอบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันได้รับการออกแบบและผลิตตามข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ 1000V เพื่อให้ได้ผลผลิตที่ดีขึ้นของระบบเซลล์แสงอาทิตย์จำเป็นต้องมีการพัฒนาอย่างเร่งด่วนในกรณีของการลดการอุดหนุนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับต้นทุนและประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ดังนั้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์โซลาร์เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับ 1500V จึงกลายเป็นเทรนด์ ส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง 1500V และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่รองรับช่วยลดต้นทุนของระบบและประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าที่สูงขึ้น การแนะนำอุปกรณ์และเทคโนโลยีใหม่นี้สามารถทำให้อุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ค่อยๆกำจัดการพึ่งพาเงินอุดหนุนและบรรลุความเท่าเทียมกันในการเข้าถึงออนไลน์ตั้งแต่เนิ่นๆ ข้อกำหนด 1500V สำหรับโมดูลโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์อินเวอร์เตอร์สายเคเบิลกล่องรวมและการเพิ่มประสิทธิภาพระบบ "

อุปกรณ์หลักที่เกี่ยวข้องของระบบ 1500V แสดงไว้ด้านบน ข้อกำหนดของ 1500V สำหรับแต่ละอุปกรณ์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน:

ส่วนประกอบ 1500V
•โครงร่างของส่วนประกอบมีการเปลี่ยนแปลงซึ่งต้องการระยะห่างของส่วนประกอบที่สูงขึ้น
•การเปลี่ยนแปลงวัสดุส่วนประกอบเพิ่มวัสดุและข้อกำหนดในการทดสอบสำหรับแบ็คเพลน
•ข้อกำหนดในการทดสอบที่เพิ่มขึ้นสำหรับฉนวนของส่วนประกอบความต้านทานแรงดันไฟฟ้าการรั่วไหลของเปียกและชีพจร
•ต้นทุนส่วนประกอบโดยทั่วไปอยู่ในระดับที่คงที่และมีการปรับปรุงประสิทธิภาพ
•ปัจจุบันมีมาตรฐาน IEC สำหรับส่วนประกอบของระบบ 1500Vdc เช่น IEC 61215 / IEC 61730;
•ส่วนประกอบระบบ 1500Vdc ของผู้ผลิตกระแสหลักได้ผ่านการรับรองที่เกี่ยวข้องและการทดสอบประสิทธิภาพ PID

สาย 1500V DC
•มีความแตกต่างในฉนวนกันความร้อนความหนาของปลอกรูปไข่ความต้านทานของฉนวนการขยายความร้อนการพ่นเกลือและการทดสอบความต้านทานควันและการทดสอบการเผาของลำแสง

กล่องรวม 1500V
•ข้อกำหนดในการทดสอบสำหรับการกวาดล้างไฟฟ้าและระยะห่างของการคืบ, แรงดันไฟฟ้าความถี่และแรงกระตุ้นทนต่อแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานของฉนวน
•มีความแตกต่างในอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเบรกเกอร์วงจรฟิวส์สายไฟแหล่งจ่ายไฟในตัวไดโอดป้องกันการย้อนกลับและตัวเชื่อมต่อ
•มีการกำหนดมาตรฐานสำหรับกล่องคอมไบเนอร์และส่วนประกอบสำคัญ

อินเวอร์เตอร์ 1500V
•อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเบรกเกอร์ฟิวส์และอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแตกต่างกัน
•ฉนวนกันความร้อนการกวาดล้างไฟฟ้าและการคายประจุที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
•ระดับแรงดันไฟฟ้า 1500V ได้รับการคุ้มครองตามมาตรฐาน IEC ที่เกี่ยวข้อง

ระบบ 1500V
ในการออกแบบสตริงระบบ 1500V ส่วนประกอบของแต่ละสตริงของระบบ 1000V เคยเป็น 18-22 และตอนนี้ระบบ 1500V จะเพิ่มจำนวนส่วนประกอบในซีรีส์เป็น 32-34 อย่างมากทำให้หลายสตริงน้อยลงและกลายเป็น ความเป็นจริง.

ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในปัจจุบัน, แรงดันไฟฟ้าฝั่ง DC 450-1000V, แรงดันไฟฟ้าด้าน AC 270-360V; ระบบ 1500V จำนวนส่วนประกอบสายเดี่ยวเพิ่มขึ้น 50% แรงดันด้าน DC 900-1500V ด้าน AC 400-1000V ไม่เพียง แต่การสูญเสียสายด้านข้าง DC จะลดลงการสูญเสียสายทางด้าน AC ลดลงอย่างมาก ข้อกำหนด 1500V สำหรับส่วนประกอบอินเวอร์เตอร์สายเคเบิลกล่องรวมและการเพิ่มประสิทธิภาพระบบ "

ในแง่ของอินเวอร์เตอร์มีการใช้อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ 1MW ในอดีตและตอนนี้สามารถขยายเป็นอินเวอร์เตอร์ 2.5MW ได้หลังจากใช้ระบบ 1500V และแรงดันไฟฟ้าของด้าน AC จะเพิ่มขึ้น อินเวอร์เตอร์ที่มีกำลังไฟเดียวกันและด้าน AC กระแสเอาต์พุตที่ลดลงจะช่วยลดต้นทุนของอินเวอร์เตอร์

ด้วยการคำนวณที่ครอบคลุมหลังจากการปรับปรุงทางเทคนิคของระบบ 1500V ต้นทุนของระบบโดยรวมจะลดลงประมาณ 2 เซนต์และประสิทธิภาพของระบบจะดีขึ้น 2% ดังนั้นการประยุกต์ใช้ระบบ 1500V จึงช่วยลดต้นทุนระบบได้มาก

เมื่อใช้ระบบ 1500V จำนวนส่วนประกอบในซีรีส์จะเพิ่มขึ้นจำนวนการเชื่อมต่อแบบขนานลดลงจำนวนสายเคเบิลลดลงและจำนวนคอมบิเนเตอร์และอินเวอร์เตอร์ลดลง แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นการสูญเสียจะลดลงและประสิทธิภาพจะดีขึ้น ภาระงานในการติดตั้งและบำรุงรักษาที่ลดลงยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา สามารถลดต้นทุนค่าไฟฟ้า LCOE

เทรนด์ใหญ่! ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500V ช่วยเร่งการถือกำเนิดของยุคพาริตี

ในปี 2019 ด้วยการเปลี่ยนแปลงนโยบายโซลาร์เซลล์อุตสาหกรรมกำลังเสนอราคาเพื่อลดต้นทุนค่าไฟฟ้าและเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมุ่งไปสู่การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตที่ราคาไม่แพง ดังนั้นนวัตกรรมทางเทคโนโลยีจึงเป็นความก้าวหน้าการลดต้นทุนไฟฟ้าและการลดการพึ่งพาเงินอุดหนุนได้กลายเป็นทิศทางใหม่สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อย่างมีสุขภาพดี ในขณะเดียวกันจีนในฐานะผู้ผลิตอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ชั้นนำของโลกได้ช่วยประเทศส่วนใหญ่ให้บรรลุความเท่าเทียมกันบนอินเทอร์เน็ต แต่ก็ยังห่างไกลจากความเท่าเทียมกันบนอินเทอร์เน็ตด้วยเหตุผลหลายประการ

เหตุผลหลักที่ทำให้ตลาดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในต่างประเทศสามารถบรรลุความเท่าเทียมกันได้ก็คือนอกเหนือจากข้อได้เปรียบของจีนในด้านการจัดหาเงินทุนที่ดินการเข้าถึงแสงสว่างราคาไฟฟ้า ฯลฯ สิ่งที่สำคัญกว่าและบทเรียนที่ได้เรียนรู้ก็คือพวกเขาค่อนข้างเป็นประเทศจีนมากขึ้น ขั้นสูง ตัวอย่างเช่นระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้า 1500V ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับระดับแรงดันไฟฟ้า 1500V ได้กลายเป็นโซลูชันหลักสำหรับตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ในต่างประเทศ ดังนั้นเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศควรให้ความสำคัญกับนวัตกรรมระดับระบบเร่งการใช้ 1500V และเทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ ตระหนักถึงการลดต้นทุนประสิทธิภาพและการปรับปรุงคุณภาพของสถานีไฟฟ้าและส่งเสริมอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ให้ก้าวไปสู่ยุคที่เท่าเทียมกัน

คลื่น 1500V ได้กวาดโลก

ตามรายงานของ IHS การใช้ระบบ 1500V ที่เสนอครั้งแรกย้อนไปในปี 2012 ภายในปี 2014 FirstSolar ลงทุนในโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 1500V แห่งแรก ตามการคำนวณของ FirstSolar: สถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 1500V ช่วยลดจำนวนวงจรขนานโดยการเพิ่มจำนวนโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบอนุกรม ลดจำนวนกล่องรวมสัญญาณและสายเคเบิล ในเวลาเดียวกันเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นการสูญเสียสายเคเบิลจะลดลงอีกและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบ

ในปี 2015 Sunshine Power ผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ชั้นนำของจีนเป็นผู้นำในการส่งเสริมโซลูชันระบบตามการออกแบบอินเวอร์เตอร์ 1500V ในอุตสาหกรรม แต่เนื่องจากส่วนประกอบสนับสนุนอื่น ๆ ไม่ได้ก่อให้เกิดห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ในประเทศจีนและ บริษัท การลงทุนมีความตระหนักในเรื่องนี้อย่าง จำกัด แทนที่จะให้ความสำคัญกับการขยายตัวไปต่างประเทศหลังจากการโปรโมตในประเทศจำนวนมาก แต่ก่อนอื่น“ พิชิต” โลกแล้วกลับไปที่ตลาดจีน

จากมุมมองของตลาดโลกระบบ 1500V กลายเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับโครงการโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่เพื่อลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ ในประเทศที่มีราคาไฟฟ้าต่ำเช่นอินเดียและละตินอเมริกาสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่เกือบทั้งหมดใช้รูปแบบการประมูล 1500V ประเทศที่มีตลาดไฟฟ้าที่พัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1000V เป็น 1500V ตลาดเกิดใหม่เช่นเวียดนามและตะวันออกกลางได้เข้าสู่ระบบ 1500V โดยตรง เป็นที่น่าสังเกตว่ามีการใช้โครงการเซลล์แสงอาทิตย์ระดับ GW 1500 โวลต์และได้สร้างสถิติทั่วโลกซ้ำแล้วซ้ำอีกด้วยราคาไฟฟ้าบนกริดที่ต่ำเป็นพิเศษ

ในสหรัฐอเมริกากำลังการผลิตติดตั้งของอุปกรณ์ 1500Vdc ในปี 2016 คิดเป็น 30.5% ในปี 2017 เพิ่มขึ้นสองเท่าเป็น 64.4% คาดว่าตัวเลขนี้จะสูงถึง 84.20% ในปี 2019 จากข้อมูลของ บริษัท EPC ท้องถิ่น:“ สถานีไฟฟ้าภาคพื้นดิน 7GW ใหม่ทุกปีใช้ 1500V ตัวอย่างเช่นสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่แห่งแรกในไวโอมิงซึ่งเพิ่งเชื่อมต่อกับกริดใช้โซลูชันอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์พลังงานแสงอาทิตย์ 1500V

ตามการประมาณการเมื่อเทียบกับระบบ 1000V การลดต้นทุนและการเพิ่มประสิทธิภาพของ 1500V ส่วนใหญ่จะสะท้อนให้เห็นใน:

1) จำนวนคอมโพเนนต์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพิ่มขึ้นจาก 24 บล็อค / สตริงเป็น 34 บล็อค / สตริงซึ่งจะลดจำนวนสตริงลง ในทำนองเดียวกันการใช้สายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ลดลง 48% และต้นทุนของอุปกรณ์เช่นกล่อง Combiner ก็ลดลงประมาณ 1/3 และต้นทุนลดลงประมาณ 0.05 หยวน / Wp

2) การเพิ่มจำนวนส่วนประกอบในชุดช่วยลดต้นทุนระบบในการสนับสนุนฐานรากเสาเข็มการก่อสร้างและการติดตั้งประมาณ 0.05 หยวน / สัปดาห์

3) แรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริด AC ของระบบ 1500V เพิ่มขึ้นจาก 540V เป็น 800V จุดเชื่อมต่อกริดจะลดลงและการสูญเสียระบบด้าน AC และ DC สามารถลดลงได้ 1 ~ 2%

4) ตามกรณีที่เติบโตเต็มที่ของตลาดต่างประเทศความจุที่เหมาะสมของอาร์เรย์ย่อยเดียวสามารถออกแบบให้มีขนาด 6.25MW ในระบบ 1500V และสูงถึง 12.5MW ในบางพื้นที่ ด้วยการเพิ่มความจุของอาร์เรย์ย่อยเดียวสามารถลดต้นทุนของอุปกรณ์ AC เช่นหม้อแปลงได้

ดังนั้นเมื่อเทียบกับระบบ 1000V แบบดั้งเดิมระบบ 1500V สามารถลดต้นทุนได้ 0.05 ~ 0.1 หยวน / Wp และการผลิตไฟฟ้าที่แท้จริงสามารถเพิ่มขึ้น 1 ~ 2%

คูณด้วย "ศักยภาพ" ระบบ 1500Vdc ตลาดในประเทศ

เมื่อเทียบกับตลาดต่างประเทศในช่วงปีแรก ๆ ของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ของจีนเนื่องจากห่วงโซ่อุปทานของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะระบบ 1500V จึงเริ่มช้าและการพัฒนาช้า มี บริษัท ชั้นนำเพียงไม่กี่แห่งเช่น Sunshine Power ที่ผ่านการวิจัยและพัฒนาและการรับรอง แต่ด้วยการเพิ่มขึ้นของระบบ 1500V ในระดับโลกตลาดในประเทศได้ใช้ประโยชน์จากมันและได้รับผลลัพธ์ที่ดีในการพัฒนาและนวัตกรรมของระบบและแอพพลิเคชั่น 1500V:

• ในเดือนกรกฎาคม 2015 อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ 1500V ตัวแรกที่พัฒนาและผลิตโดย Sunshine Power ในประเทศจีนประสบความสำเร็จในการทดสอบการเชื่อมต่อกริดและเปิดตัวเทคโนโลยี 1500V ในตลาดภายในประเทศ
• ในเดือนมกราคม 2016 โครงการสาธิตระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 1500V ในประเทศแห่งแรกได้เชื่อมต่อกับกริดสำหรับการผลิตไฟฟ้า
• ในเดือนมิถุนายน 2016 ในโครงการผู้นำต้าถงในประเทศแห่งแรกมีการใช้อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ 1500V เป็นชุด
• ในเดือนสิงหาคม 2016 Sunshine Power เป็นผู้นำในการเปิดตัวอินเวอร์เตอร์แบบสตริง 1500V ตัวแรกของโลกซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการแข่งขันระหว่างประเทศของอินเวอร์เตอร์เซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศ

ในปีเดียวกันนั้นโครงการเปรียบเทียบระบบโซลาร์เซลล์ 1500V แห่งแรกของจีนได้เชื่อมต่ออย่างเป็นทางการกับกริดสำหรับการผลิตไฟฟ้าในเมืองโกลมุดมณฑลชิงไห่ซึ่งเป็นเครื่องหมายว่าระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500Vdc ในประเทศได้เริ่มเข้าสู่การประยุกต์ใช้งานจริง กำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของสถานีไฟฟ้าคือ 30MW Sunshine Power นำเสนอชุดโซลูชั่นที่สมบูรณ์สำหรับโครงการนี้ลดต้นทุนการลงทุนสายเคเบิลลง 20% ต้นทุน 0.1 หยวน / วัตต์และลดการสูญเสียสายไฟ AC และ DC และการสูญเสียขดลวดด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง

1500V กลายเป็นกระแสหลักของตลาดโลก

ระบบ 1500V ซึ่งมีทั้งการลดต้นทุนและประสิทธิภาพค่อยๆกลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับสถานีไฟฟ้าภาคพื้นดินขนาดใหญ่ เกี่ยวกับการพัฒนาระบบ 1500V ในอนาคต IHS คาดการณ์ว่าส่วนแบ่งของอินเวอร์เตอร์ 1500V จะยังคงเพิ่มขึ้นเป็น 74% ในปี 2019 และจะเพิ่มขึ้นเป็น 84% ในปี 2020 ซึ่งกลายเป็นกระแสหลักของอุตสาหกรรม

จากมุมมองของกำลังการผลิตติดตั้ง 1500V พบว่ามีเพียง 2GW ในปี 2016 และเกิน 30GW ในปี 2018 มีการเติบโตมากกว่า 14 เท่าในเวลาเพียงสองปีและคาดว่าจะรักษาแนวโน้มการเติบโตด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่อง คาดว่ายอดจัดส่งสะสมในปี 2019 และ 2020 จะมีจำนวนเกิน 100GW สำหรับองค์กรในจีน Sunshine Power ได้ติดตั้งอินเวอร์เตอร์ 5V มากกว่า 1500GW ทั่วโลกและมีแผนจะเปิดตัวซีรีส์ 1500V ขั้นสูงและอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ในปี 2019 เพื่อตอบสนองความต้องการติดตั้งของตลาดที่เติบโตอย่างรวดเร็ว

การเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็น 1500V เป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพและปัจจุบันได้กลายเป็นโซลูชันหลักสำหรับการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ระหว่างประเทศ ในยุคของการลดลงของเงินอุดหนุนและความเท่าเทียมกันในประเทศจีนระบบ 1500V จะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในประเทศจีนซึ่งจะช่วยเร่งการมาถึงของยุคความเท่าเทียมกันที่ครอบคลุมของจีน

การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ 1500V

จากปี 2018 ไม่ว่าในต่างประเทศหรือในประเทศสัดส่วนการใช้งานระบบ 1500V จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ตามสถิติของ IHS ปริมาณการใช้งาน 1500V สำหรับสถานีไฟฟ้าภาคพื้นดินขนาดใหญ่ในต่างประเทศเกิน 50% ในปี 2018 ตามสถิติเบื้องต้นในกลุ่มนักวิ่งแถวหน้าชุดที่สามในปี 2018 สัดส่วนการใช้งาน 1500V อยู่ระหว่าง 15% ถึง 20%

ระบบ 1500V สามารถลดต้นทุนค่าไฟฟ้าสำหรับโครงการได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่? บทความนี้ทำการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบเกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์ของระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับผ่านการคำนวณทางทฤษฎีและข้อมูลกรณีจริง

I. รูปแบบการออกแบบพื้นฐาน

ในการวิเคราะห์ระดับต้นทุนของแอปพลิเคชัน 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์จะใช้รูปแบบการออกแบบทั่วไปเพื่อเปรียบเทียบต้นทุนโครงการกับต้นทุนระบบ 1000V แบบเดิม

1. หลักฐานการคำนวณ
1) สถานีไฟฟ้าภาคพื้นดินพื้นที่ราบกำลังการผลิตติดตั้งไม่ได้ถูก จำกัด ด้วยพื้นที่บนบก
2) อุณหภูมิที่สูงมากและอุณหภูมิที่ต่ำมากของพื้นที่โครงการให้พิจารณาตาม 40 ℃และ -20 ℃
3) พารามิเตอร์หลักของส่วนประกอบและอินเวอร์เตอร์ที่เลือกแสดงไว้ในตารางด้านล่าง

2. รูปแบบการออกแบบพื้นฐาน
1) รูปแบบการออกแบบชุด 1000V
22 โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบสองด้าน 310W สร้างสาขา 6.82kW, 2 สาขาเป็นอาร์เรย์สี่เหลี่ยม, 240 สาขารวม 120 อาร์เรย์สี่เหลี่ยมและเข้าสู่อินเวอร์เตอร์ 20kW 75 ตัว (การกระจายเกิน 1.09 เท่าที่ด้าน DC, กำไรที่ด้านหลัง) 15% เป็น 1.25 เท่าของการสำรองไฟฟ้า) เพื่อสร้างหน่วยผลิตไฟฟ้า 1.6368MW

ส่วนประกอบได้รับการติดตั้งในแนวนอนตาม 4 * 11 และวงเล็บปีกกาสองชั้นด้านหน้าและด้านหลัง

2) รูปแบบการออกแบบชุด 1500V
34 310W โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบสองด้านในรูปแบบสาขา 10.54kW, 2 สาขาในรูปแบบตารางเมทริกซ์, 324 สาขามีอาร์เรย์ทั้งหมด 162 ตารางและติดตั้งอินเวอร์เตอร์ 18 175kW (การกระจายเกิน 1.08 เท่าที่ด้าน DC ได้รับ back เมื่อพิจารณาถึง 15% ก็คือ 1.25 เท่าของการสำรองไฟฟ้า) เพื่อสร้างหน่วยผลิตไฟฟ้า 3.415MW

ส่วนประกอบได้รับการติดตั้งในแนวนอนตาม 4 * 17 และวงเล็บปีกกาสองชั้นด้านหน้าและด้านหลัง

ประการที่สองผลกระทบของ 1500V ต่อการลงทุนครั้งแรก

ตามรูปแบบการออกแบบข้างต้นการวิเคราะห์เปรียบเทียบปริมาณและต้นทุนทางวิศวกรรมของระบบ 1500V และระบบ 1000V แบบดั้งเดิมมีดังนี้
ตารางที่ 3: องค์ประกอบการลงทุนของระบบ 1000V
ตารางที่ 4: องค์ประกอบการลงทุนของระบบ 1500V

จากการวิเคราะห์เปรียบเทียบพบว่าเมื่อเทียบกับระบบ 1000V แบบเดิมระบบ 1500V จะประหยัดค่าระบบได้ประมาณ 0.1 หยวน / วัตต์

ประการที่สามผลกระทบของ 1500V ต่อการผลิตไฟฟ้า

หลักฐานการคำนวณ:
การใช้ส่วนประกอบเดียวกันจะไม่มีความแตกต่างในการผลิตไฟฟ้าเนื่องจากความแตกต่างของส่วนประกอบ สมมติว่าภูมิประเทศเป็นที่ราบจะไม่มีการบดบังเงาเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศ
ความแตกต่างในการผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการคือการสูญเสียที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบและสตริงการสูญเสียสาย DC และการสูญเสียสาย AC

1. การสูญเสียที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบและสตริง
จำนวนชุดส่วนประกอบของสาขาเดียวเพิ่มขึ้นจาก 22 เป็น 34 เนื่องจากความเบี่ยงเบนของกำลังไฟฟ้าที่± 3W ระหว่างส่วนประกอบต่างๆการสูญเสียพลังงานระหว่างส่วนประกอบระบบ 1500V จะเพิ่มขึ้น แต่ไม่สามารถคำนวณเชิงปริมาณได้
จำนวนเส้นทางการเข้าถึงของอินเวอร์เตอร์ตัวเดียวเพิ่มขึ้นจาก 12 เป็น 18 แต่จำนวนเส้นทางการติดตาม MPPT ของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้นจาก 6 เป็น 9 เพื่อให้แน่ใจว่า 2 สาขาตรงกับ 1 MPPT การสูญเสีย MPPT ไม่เพิ่มขึ้น

2. การสูญเสียสาย DC และ AC
สูตรการคำนวณการสูญเสียบรรทัด
การสูญเสีย Q = I2R = (P / U) 2R = ρ (P / U) 2 (L / S)

1) การคำนวณการสูญเสียสาย DC
ตาราง: อัตราส่วนการสูญเสียสาย DC ของสาขาเดียว
จากการคำนวณทางทฤษฎีข้างต้นพบว่าการสูญเสียสาย DC ของระบบ 1500V เท่ากับ 0.765 เท่าของระบบ 1000V ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการสูญเสียสาย DC ลง 23.5%

2) การคำนวณการสูญเสียสาย AC
ตาราง: อัตราส่วนการสูญเสียสาย AC ของอินเวอร์เตอร์ตัวเดียว
จากการคำนวณทางทฤษฎีข้างต้นพบว่าการสูญเสียสาย DC ของระบบ 1500V เท่ากับ 0.263 เท่าของระบบ 1000V ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการสูญเสียสาย AC ลง 73.7%

3) ข้อมูลกรณีที่เกิดขึ้นจริง
เนื่องจากไม่สามารถคำนวณการสูญเสียที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบในเชิงปริมาณได้และสภาพแวดล้อมที่แท้จริงมีความรับผิดชอบมากกว่ากรณีที่เกิดขึ้นจริงจะถูกใช้เพื่ออธิบายเพิ่มเติม
บทความนี้ใช้ข้อมูลการผลิตไฟฟ้าจริงของโครงการ front runner ชุดที่สาม ระยะเวลาในการเก็บรวบรวมข้อมูลตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงมิถุนายน 2019 รวมข้อมูล 2 เดือน

ตาราง: การเปรียบเทียบการผลิตไฟฟ้าระหว่างระบบ 1000V และ 1500V
จากตารางด้านบนจะพบว่าที่ไซต์โครงการเดียวกันโดยใช้ส่วนประกอบเดียวกันผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์และวิธีการติดตั้งตัวยึดเดียวกันในช่วงเดือนพฤษภาคมถึงมิถุนายน 2019 ชั่วโมงการผลิตไฟฟ้าของระบบ 1500V เท่ากับ 1.55% สูงกว่าระบบ 1000V
จะเห็นได้ว่าแม้ว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนส่วนประกอบสายเดี่ยวจะเพิ่มการสูญเสียที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบเนื่องจากสามารถลดการสูญเสียสาย DC ได้ประมาณ 23.5% และการสูญเสียสาย AC ประมาณ 73.7% ระบบ 1500V สามารถเพิ่ม การผลิตไฟฟ้าของโครงการ

ประการที่สี่การวิเคราะห์ที่ครอบคลุม

จากการวิเคราะห์ข้างต้นเราจะพบว่าเมื่อเทียบกับระบบ 1000V แบบเดิมระบบ 1500V

1) สามารถประหยัดค่าระบบประมาณ 0.1 หยวน / W;

2) แม้ว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนส่วนประกอบสตริงเดียวจะเพิ่มการสูญเสียที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบ แต่เนื่องจากสามารถลดการสูญเสียสาย DC ได้ประมาณ 23.5% และการสูญเสียสาย AC ประมาณ 73.7% ระบบ 1500V จะเพิ่ม การผลิตไฟฟ้าของโครงการ

ดังนั้นการประยุกต์ใช้ 1500Vdc ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์จึงสามารถลดต้นทุนพลังงานได้ในระดับหนึ่ง

ตามที่ Dong Xiaoqing ประธานสถาบันวิศวกรรมพลังงานเหอเป่ยมากกว่า 50% ของโครงร่างการออกแบบโครงการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภาคพื้นดินที่เสร็จสมบูรณ์โดยสถาบันที่เลือก 1500V; คาดว่าส่วนแบ่งโรงไฟฟ้าภาคพื้นดิน 1500V แห่งชาติในปี 2019 จะสูงถึง 35% จะเพิ่มขึ้นอีกในปี 2020

IHS Markit ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ปรึกษาระหว่างประเทศที่มีชื่อเสียงได้ให้การคาดการณ์ในแง่ดีมากขึ้น ในรายงานการวิเคราะห์ตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ 1500V ทั่วโลกพวกเขาชี้ให้เห็นว่าโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 1500V ทั่วโลกจะเกิน 100GW ในอีกสองปีข้างหน้า

รูปภาพ: การคาดการณ์สัดส่วน 1500V ในสถานีไฟฟ้าภาคพื้นดินทั่วโลก
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าในขณะที่กระบวนการลดการอุดหนุนของอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วโลกเร่งขึ้นและการแสวงหาต้นทุนค่าไฟฟ้า 1500V ในฐานะโซลูชันทางเทคนิคที่สามารถลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้มากขึ้น