Солнечная энергетика сталкивается с различными проблемами, включая торговые войны, национальную политику, условия подключения к сети и многое другое. Монтажники и владельцы электростанций обеспокоены рентабельностью фотоэлектрических (ФЭ) электростанций, производители солнечной продукции обеспокоены отсутствием благоприятной политики, а производители объектов электросетевого назначения опасаются соответствия техническим стандартам. В конечном итоге, ключевой вопрос заключается в том, сможет ли выработка электроэнергии ФЭ-станциями удовлетворить эксплуатационные и рентабельные потребности и как увеличить объемы производства электроэнергии.
Эксперты отрасли отмечают, что современная солнечная энергетика требует решения множества проблем, таких как мониторинг погоды в реальном времени, определение нагрузки для распределенной и централизованной генерации электроэнергии, хранение энергии, разработка интеллектуальных инверторов следующего поколения, комплексный мониторинг и контроль качества электроэнергии, а также управление на этапах проектирования, эксплуатации и технического обслуживания.
В данной статье кратко анализируются факторы, влияющие на выработку электроэнергии фотоэлектрическими системами, с точки зрения качества строительства, оптимизации конструкции (например, идеальных углов наклона) и оборудования, такого как модули и распределительные коробки.
1. Качество строительства
Некоторые монтажники, движимые жаждой прибыли, слепо снижают стоимость строительства, что приводит к проблемам с качеством и может вызвать снижение выработки электроэнергии на 3–6%.
Чэнь Лэй, руководитель отдела генерации электроэнергии в Государственном научно-исследовательском институте интеллектуальных электросетей, подчеркнул на форуме, что компаниям необходимо внедрять усовершенствованные методы управления для предотвращения задержек в реализации проектов, выбирать подходящие и качественные материалы для обеспечения их качества, а также проводить регулярное техническое обслуживание и надзор для гарантирования надлежащего функционирования фотоэлектрических станций.
Для установки интегрированных в здание фотоэлектрических систем необходимо подготовить план организации строительства и процедуры контроля качества. Также следует разработать соответствующие схемы строительства и меры безопасности, при необходимости проведя оценку целесообразности.
2. Оптимизация проектирования
Целью оптимизации системы является максимизация выработки электроэнергии путем оценки таких факторов, как солнечная радиация, коэффициент отражения света, температура окружающей среды, ветровые условия, а также производительность и взаимодействие различных компонентов системы. Отсутствие оптимизации конструкции в некоторых фотоэлектрических электростанциях приводит к снижению выходной мощности.
Ключевые аспекты проектирования включают в себя:
Затенение: Затенение существенно влияет на эффективность системы, вызывает тепловое напряжение и сокращает срок службы модулей. К типам затенения относятся окружающие здания, деревья, самозатенение от самой фотоэлектрической системы и временное затенение, вызванное пылью.
Ориентация и угол наклона: Расчет оптимального угла наклона имеет важное значение, поскольку для систем, подключенных к сети, и автономных систем требуются разные конструкции. Для систем, подключенных к сети, угол наклона должен максимизировать среднегодовую суточную выработку электроэнергии, в то время как в автономных системах приоритет может отдаваться летним или зимним нагрузкам.
Например, в Нанкине:
Системы, подключенные к сети, достигают максимальной годовой выработки электроэнергии при угле наклона 25°, что примерно на 7° меньше, чем местная широта.
Автономные системы различаются: для летних нагрузок оптимальный угол наклона составляет 7°, что значительно ниже местной широты; для зимних нагрузок — 46°, что намного выше местной широты; для сбалансированных нагрузок рекомендуется угол наклона 42°.
3. Оборудование
Ключевое оборудование, влияющее на выработку электроэнергии на фотоэлектрических электростанциях, включает солнечные модули, распределительные коробки, инверторы и сетевую инфраструктуру.
Солнечные модули
При выборе модулей и проектировании системы оптимизация совместимости и использование комбинации солнечных элементов класса А и класса В может повысить эффективность. Необходимо обеспечить качество модулей, тщательно учитывая такие факторы, как широта, спектр, температура, затенение, местоположение и условия проводки, которые влияют на производительность модуля.
Инверторы
Инверторы — единственное оборудование, помимо модулей, способное напрямую повысить эффективность выработки электроэнергии, потенциально до 10%. Перед установкой компания State Grid рекомендует провести имитационные эксперименты и сосредоточиться на снижении затрат за счет серийного производства, а не исключительно на поиске низкозатратных вариантов.
Подключение к сети
Подключение к сети остается серьезной проблемой для китайских солнечных энергетических систем, которые все еще находятся на ранних стадиях развития. Несоответствия между проектными решениями системы и сетью, а также проблема полного поглощения электроэнергии сетью снижают эффективность. Эксперты предлагают отдавать приоритет местному потреблению электроэнергии для снижения нагрузки на сеть и созданию инфраструктуры, такой как зарядные станции для электромобилей, для снижения затрат на передачу электроэнергии.
Благодаря комплексному управлению качеством строительства, оптимизации системы и выбору оборудования, фотоэлектрическая отрасль может повысить эффективность выработки электроэнергии и лучше соответствовать эксплуатационным требованиям и рентабельности.
