DC/AC 電力比設計ソリューションの家庭用

太陽光発電所システムの設計において、太陽光発電モジュールの設置容量とインバーターの定格容量の比率は、DC/AC Power Ratio、

これは非常に重要な設計パラメータです。2012年に公表された「太陽光発電システム効率基準」では、容量比を1:1で設計していますが、光条件や温度の影響により、太陽電池モジュールが目標値に達しません。ほとんどの場合、公称電力、およびインバーターは基本的にすべてが最大容量未満で動作しており、ほとんどの場合、容量を浪費している段階にあります。

2020年10月末に公表された基準では、太陽光発電所の容量比率が全面的に自由化され、コンポーネントとインバーターの最大比率は1.8:1に達しました。新しい規格により、コンポーネントとインバーターの国内需要が大幅に増加します。電力コストを削減し、太陽光発電パリティの時代の到来を加速させることができます。

このホワイト ペーパーでは、山東省の分散型太陽光発電システムを例として取り上げ、太陽光発電モジュールの実際の出力電力、過剰供給による損失の割合、および経済性の観点から分析します。

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ソーラーパネルの過剰供給の傾向

現在、世界の太陽光発電所の平均過剰設備は 120% から 140% の間です。オーバープロビジョニングの主な理由は、PV モジュールが実際の動作中に理想的なピーク電力に到達できないことです。影響する要因は次のとおりです。

1). 日射量不足(冬季)

2).周囲温度

3)汚れやほこりのブロック

4). ソーラー モジュールの向きが 1 日を通して最適ではない (トラッキング ブラケットはそれほど重要ではありません)。

5).太陽電池モジュールの減衰: 最初の 1 年で 3%、その後 1 年ごとに 0.7%

6). 太陽電池モジュールのストリング内およびストリング間のマッチング損失

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さまざまな過剰供給比率での 1 日あたりの発電曲線

近年、太陽光発電システムの過剰供給率は増加傾向にあります。

システムロスの原因に加え、近年の部品価格のさらなる下落とインバータ技術の向上により、接続できるストリング数が増加し、オーバープロビジョニングがますます経済的になっています。 、コンポーネントの過剰供給も電力コストを削減し、それによってプロジェクトの内部収益率を向上させることができるため、プロジェクト投資のリスク防止能力が向上します。

さらに、高出力の太陽光発電モジュールは、この段階での太陽光発電産業の発展における主な傾向となっており、コンポーネントの過剰供給と家庭用太陽光発電の設置容量の増加の可能性をさらに高めています。

上記の要因に基づいて、過剰なプロビジョニングが太陽光発電プロジェクトの設計の傾向になっています。

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発電とコスト分析

所有者が投資した6kWの家庭用太陽光発電所を例にとると、分散型市場で一般的に使用されているLONGi 540Wモジュールが選択されています。1日平均20kWhの発電が可能と試算され、年間の発電容量は約7,300kWh。

コンポーネントの電気的パラメータによると、最大動作点の動作電流は 13A です。市場で主流のインバーター GoodWe GW6000-DNS-30 を選択してください。このインバーターの最大入力電流は 16A で、現在の市場に適応できます。高電流コンポーネント。山東省煙台市における光資源の年間総放射量の30年間の平均値を参考として,異なる過剰比率を持つ様々なシステムを分析した。

2.1 システム効率

一方では、オーバープロビジョニングは発電量を増加させますが、他方では、DC 側のソーラー モジュールの数の増加により、ソーラー ストリング内のソーラー モジュールのマッチング損失と、 DC ラインの増加には、最適な容量比があるので、システムの効率を最大化します。PVsyst シミュレーションの後、6kVA システムのさまざまな容量比でのシステム効率を取得できます。下の表に示すように、容量比が約 1.1 のときにシステム効率が最大になり、このときコンポーネントの使用率が最も高くなります。

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容量比の異なる系統効率と年間発電量

2.2 発電量と収益

異なる過剰供給比率の下でのシステム効率と20年間のモジュールの理論的減衰率に従って,異なる容量供給比率の下での年間発電量を得ることができる。0.395 元/kWh のオングリッド電力価格 (山東省の脱硫石炭のベンチマーク電力価格) に従って、年間電力販売収入を計算します。計算結果は上表の通りです。

2.3 コスト分析

コストは、家庭用太陽光発電プロジェクトのユーザーがより懸念しているものです。その中で、太陽光発電モジュールとインバーターは主要な機器材料であり、太陽光発電ブラケット、保護機器、ケーブルなどのその他の補助材料、およびプロジェクトの設置関連コストです。さらに、ユーザーは太陽光発電所の維持費も考慮する必要があります。平均的な維持費は、総投資額の約 1% から 3% を占めます。総コストのうち、太陽電池モジュールは約50%から60%を占めます。上記の費用支出項目に基づくと、現在の家庭用太陽光発電の費用単価はおおよそ次の表のとおりです:

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住宅用太陽光発電システムの推定コスト

オーバー プロビジョニングの比率が異なるため、コンポーネント、ブラケット、DC ケーブル、設置費用などのシステム コストも異なります。上記の表に従って、次の図に示すように、さまざまなオーバープロビジョニング率のコストを計算できます。

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さまざまなオーバープロビジョニング率でのシステムのコスト、利点、および効率

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増分利益分析

上記の分析から、年間発電量と収入は過剰供給率の増加に伴い増加するが、投資コストも増加することがわかります。また、上記の表は、ペアリングした場合のシステム効率が 1.1 倍 Best であることを示しています。したがって、技術的な観点からは、1.1 倍のオーバーウェイトが最適です。

しかし、投資家の視点から見ると、技術的な観点から太陽光発電システムの設計を検討するだけでは十分ではありません。また、オーバーアロケーションが投資収益に与える影響を経済的な観点から分析する必要があります。

上記の異なる容量比率での投資コストと発電収入に基づいて、20 年間のシステムの kWh コストと税引き前の内部収益率を計算できます。

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さまざまなオーバープロビジョニング率での LCOE と IRR

上の図からわかるように、容量配分率が小さい場合、容量配分率の増加に伴い、システムの発電量と収益が増加し、このときの収益の増加で、超過による余分なコストをカバーできます。容量比が大きすぎると、追加された部分の電力制限が徐々に増加したり、回線損失が増加したりするなどの要因により、システムの内部収益率が徐々に低下します。容量比率が 1.5 のとき、システム投資の内部収益率 IRR が最も大きくなります。したがって、経済的な観点からは、1.5:1 がこのシステムの最適な容量比です。

上記と同じ方法で、さまざまな容量でのシステムの最適な容量比を経済の観点から計算し、結果は次のとおりです。

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エピローグ

山東省の太陽資源データを使用して、異なる容量比の条件下で、失われた後にインバーターに到達する太陽​​電池モジュール出力の電力を計算します。容量比が 1.1 のとき、この時点でシステムの損失が最も小さく、コンポーネントの利用率が最も高くなります。しかし、経済的な観点からは、容量比が 1.5 のとき、太陽光発電プロジェクトの収益が最も高くなります。 .太陽光発電システムを設計するときは、技術的要因によるコンポーネントの利用率だけでなく、経済性もプロジェクト設計の鍵となります。経済計算によると、8kW システム 1.3 が過剰供給の場合に最も経済的であり、10kW システム 1.2 が過剰供給の場合に最も経済的であり、15kW システム 1.2 が過剰供給の場合に最も経済的です。 .

産業と商業における容量比の経済的な計算に同じ方法を使用すると、システムのワットあたりのコストが削減されるため、経済的に最適な容量比は高くなります。さらに、市場の理由により、太陽光発電システムのコストも大きく異なり、最適な容量比の計算にも大きく影響します。これが、太陽光発電システムの設計容量比率の規制を各国が解除している根本的な理由でもあります。


投稿時間: Sep-28-2022