Dans la conception du système de centrale photovoltaïque, le rapport entre la capacité installée des modules photovoltaïques et la capacité nominale de l'onduleur est le rapport de puissance CC/CA.
C'est un paramètre de conception très important. Dans la « Norme d'efficacité du système de production d'énergie photovoltaïque » publiée en 2012, le rapport de capacité est conçu selon 1:1, mais en raison de l'influence des conditions d'éclairage et de la température, les modules photovoltaïques ne peuvent pas atteindre le puissance nominale la plupart du temps, et l'onduleur fonctionne essentiellement à une capacité inférieure à sa pleine capacité et est la plupart du temps en phase de gaspillage de capacité.
Dans la norme publiée fin octobre 2020, le rapport de capacité des centrales photovoltaïques a été entièrement libéralisé et le rapport maximum des composants et des onduleurs a atteint 1,8 : 1.La nouvelle norme augmentera considérablement la demande intérieure de composants et d'onduleurs.Cela peut réduire le coût de l’électricité et accélérer l’arrivée de l’ère de la parité photovoltaïque.
Cet article prendra comme exemple le système photovoltaïque distribué du Shandong et l'analysera du point de vue de la puissance de sortie réelle des modules photovoltaïques, de la proportion de pertes causées par un approvisionnement excessif et de l'économie.
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La tendance à la surproduction de panneaux solaires
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À l’heure actuelle, le surprovisionnement moyen des centrales photovoltaïques dans le monde se situe entre 120 et 140 %.La principale raison du surapprovisionnement est que les modules photovoltaïques ne peuvent pas atteindre la puissance de pointe idéale pendant le fonctionnement réel.Les facteurs d'influence comprennent :
1).Intensité de rayonnement insuffisante (hiver)
2).Température ambiante
3).Blocage de la saleté et de la poussière
4) L'orientation du module solaire n'est pas optimale tout au long de la journée (les supports de suivi sont moins un facteur)
5).Atténuation du module solaire : 3 % la première année, 0,7 % par an par la suite
6).Correspondance des pertes dans et entre les chaînes de modules solaires
Courbes de production d'électricité quotidienne avec différents taux de surprovisionnement
Ces dernières années, le taux de surapprovisionnement des systèmes photovoltaïques a montré une tendance à la hausse.
Outre les raisons de la perte du système, la nouvelle baisse des prix des composants ces dernières années et l'amélioration de la technologie des onduleurs ont conduit à une augmentation du nombre de chaînes pouvant être connectées, rendant le surprovisionnement de plus en plus économique. , la surapprovisionnement en composants peut également réduire le coût de l'électricité, améliorant ainsi le taux de rendement interne du projet, de sorte que la capacité anti-risque de l'investissement du projet est augmentée.
En outre, les modules photovoltaïques de haute puissance sont devenus la principale tendance du développement de l'industrie photovoltaïque à ce stade, ce qui augmente encore la possibilité d'un approvisionnement excessif en composants et d'une augmentation de la capacité photovoltaïque installée des ménages.
Sur la base des facteurs ci-dessus, le surapprovisionnement est devenu la tendance dans la conception de projets photovoltaïques.
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Production d’électricité et analyse des coûts
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En prenant comme exemple la centrale photovoltaïque domestique de 6 kW investie par le propriétaire, les modules LONGi 540W, couramment utilisés sur le marché distribué, sont sélectionnés.On estime qu'une moyenne de 20 kWh d'électricité peut être produite par jour et que la capacité annuelle de production d'électricité est d'environ 7 300 kWh.
Selon les paramètres électriques des composants, le courant de fonctionnement du point de fonctionnement maximum est de 13 A.Choisissez l'onduleur grand public GoodWe GW6000-DNS-30 du marché.Le courant d'entrée maximum de cet onduleur est de 16A, ce qui peut s'adapter au marché actuel.composants à courant élevé.En prenant comme référence la valeur moyenne sur 30 ans du rayonnement total annuel des ressources lumineuses dans la ville de Yantai, province du Shandong, divers systèmes avec différents ratios de surproportion ont été analysés.
2.1 efficacité du système
D'une part, le surapprovisionnement augmente la production d'électricité, mais d'autre part, en raison de l'augmentation du nombre de modules solaires du côté DC, de la perte correspondante des modules solaires dans la chaîne solaire et de la perte de l'énergie solaire. Augmentation de la ligne CC, de sorte qu'il existe un rapport de capacité optimal, maximisant l'efficacité du système.Après la simulation PVsyst, l'efficacité du système sous différents rapports de capacité du système 6kVA peut être obtenue.Comme le montre le tableau ci-dessous, lorsque le rapport de capacité est d'environ 1,1, l'efficacité du système atteint son maximum, ce qui signifie également que le taux d'utilisation des composants est actuellement le plus élevé.
Efficacité du système et production annuelle d'électricité avec différents ratios de capacité
2.2 production d’électricité et revenus
Selon l'efficacité du système sous différents ratios de surapprovisionnement et le taux de dégradation théorique des modules sur 20 ans, la production annuelle d'électricité sous différents ratios de provisionnement de capacité peut être obtenue.Selon le prix de l'électricité sur le réseau de 0,395 yuans/kWh (le prix de référence de l'électricité pour le charbon désulfuré dans le Shandong), le revenu annuel des ventes d'électricité est calculé.Les résultats du calcul sont présentés dans le tableau ci-dessus.
2.3 Analyse des coûts
Le coût est ce qui préoccupe le plus les utilisateurs de projets photovoltaïques domestiques. Parmi eux, les modules photovoltaïques et les onduleurs sont les principaux matériaux d'équipement, et d'autres matériaux auxiliaires tels que les supports photovoltaïques, les équipements de protection et les câbles, ainsi que les coûts liés à l'installation du projet. construction.En outre, les utilisateurs doivent également prendre en compte le coût d’entretien des centrales photovoltaïques.Le coût moyen de maintenance représente environ 1 à 3 % du coût total d’investissement.Dans le coût total, les modules photovoltaïques représentent environ 50 à 60 %.Sur la base des éléments de dépenses ci-dessus, le prix unitaire actuel du coût unitaire du photovoltaïque domestique est à peu près celui indiqué dans le tableau suivant :
Coût estimé des systèmes photovoltaïques résidentiels
En raison des différents taux de surprovisionnement, le coût du système variera également, y compris les composants, les supports, les câbles CC et les frais d'installation.Selon le tableau ci-dessus, le coût des différents ratios de surprovisionnement peut être calculé, comme le montre la figure ci-dessous.
Coûts, avantages et efficacité du système selon différents ratios de surprovisionnement
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Analyse des avantages supplémentaires
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L'analyse ci-dessus montre que même si la production annuelle d'électricité et les revenus augmenteront avec l'augmentation du taux de surapprovisionnement, le coût d'investissement augmentera également.De plus, le tableau ci-dessus montre que l'efficacité du système est 1,1 fois supérieure lorsqu'il est couplé. Par conséquent, d'un point de vue technique, un surpoids de 1,1x est optimal.
Cependant, du point de vue des investisseurs, il ne suffit pas d’envisager la conception de systèmes photovoltaïques d’un point de vue technique.Il est également nécessaire d’analyser l’impact de la surallocation sur les revenus de placement d’un point de vue économique.
En fonction du coût d'investissement et des revenus de production d'électricité selon les différents ratios de capacité ci-dessus, le coût en kWh du système sur 20 ans et le taux de rendement interne avant impôts peuvent être calculés.
LCOE et TRI selon différents ratios de surprovisionnement
Comme le montre la figure ci-dessus, lorsque le ratio d'allocation de capacité est faible, la production d'électricité et les revenus du système augmentent avec l'augmentation du ratio d'allocation de capacité, et l'augmentation des revenus à ce moment peut couvrir le coût supplémentaire dû à un dépassement de capacité. allocation.Lorsque le rapport de capacité est trop important, le taux de rendement interne du système diminue progressivement en raison de facteurs tels que l'augmentation progressive de la limite de puissance de la partie ajoutée et l'augmentation de la perte de ligne.Lorsque le ratio de capacité est de 1,5, le taux de rendement interne TRI de l'investissement dans le système est le plus élevé.Par conséquent, d’un point de vue économique, 1,5:1 est le rapport de capacité optimal pour ce système.
Grâce à la même méthode que ci-dessus, le rapport de capacité optimal du système sous différentes capacités est calculé du point de vue de l'économie, et les résultats sont les suivants :
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Épilogue
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En utilisant les données sur les ressources solaires du Shandong, dans des conditions de différents ratios de capacité, la puissance de sortie du module photovoltaïque atteignant l'onduleur après avoir été perdue est calculée.Lorsque le rapport de capacité est de 1,1, la perte du système est la plus faible et le taux d'utilisation des composants est le plus élevé à ce moment-là. Cependant, d'un point de vue économique, lorsque le rapport de capacité est de 1,5, les revenus des projets photovoltaïques sont les plus élevés. .Lors de la conception d'un système photovoltaïque, non seulement le taux d'utilisation des composants en termes de facteurs techniques doit être pris en compte, mais également l'économie est la clé de la conception du projet.Grâce au calcul économique, le système 1.3 de 8 kW est le plus économique lorsqu'il est surprovisionné, le système 1.2 de 10 kW est le plus économique lorsqu'il est surprovisionné et le système 1.2 de 15 kW est le plus économique lorsqu'il est surprovisionné. .
Lorsque la même méthode est utilisée pour le calcul économique du rapport de capacité dans l’industrie et le commerce, en raison de la réduction du coût par watt du système, le rapport de capacité économiquement optimal sera plus élevé.De plus, pour des raisons de marché, le coût des systèmes photovoltaïques variera également considérablement, ce qui affectera également grandement le calcul du rapport de capacité optimal.C'est également la raison fondamentale pour laquelle divers pays ont levé des restrictions sur le rapport de capacité de conception des systèmes photovoltaïques.
Heure de publication : 28 septembre 2022