1500V光伏系統(tǒng)效率真的有提高嗎?
國內目前針對1500V光伏系統(tǒng)的討論較多,目前也有多座試驗電站投產。針對1500V光伏系統(tǒng)的效率多處公開報道針對1500V效率提高有多種說法:約2%;介于1~2%;介于2~3%。針對上述多種說法,本文將從理論上對上述結論進行分析。
本文將采用如下模型在理論狀態(tài)(自然地形為零度)、實地狀態(tài)(其相關設計值根據某工程的實際電纜敷設量)進行分析對比:
單位MWp光伏陣列。光伏陣列所處緯度:40°;光伏組件為60片多晶硅265W組件,其中Vmppt=30.8V,Imppt=8.6A;
1000V系統(tǒng)的組串數采用22,組串并聯數182回;組件至匯流箱電纜采用1×4mm2;匯流箱采用16回路匯流箱,對應數量取11臺,匯流箱出線電纜截面相應采用1×70mm2。
1500V系統(tǒng)的組串數采用34,組串并聯數112回;組件至匯流箱電纜采用1×4mm2;匯流箱采用16回路匯流箱,對應數量取7臺,匯流箱出線電纜截面相應采用1×70mm2。
在分析中為簡化模型,本文取光伏組件為理想電流源,即電壓恒定,電流隨環(huán)境參數變化。
在查閱相應參數及計算后,結果如下:
表1 兩類系統(tǒng)的損耗對比分析
可見1500V效率在不同的工況下(輸出電流)提高值不同;實際施工圖中因考慮場址地形等原因,隨著電纜長度的增長,兩類系統(tǒng)的損耗的差異明顯。
在上述數據的計算過程中,針對1500V系統(tǒng)在輸入組串數時錯誤,造成串聯后的1000V、1500V的組串電壓一致,但1500V系統(tǒng)的損耗與上述表格內差異約0.02%。由此可以看出:針對1500V系統(tǒng)因為電壓升高后;使得組串數降低;導致電纜量的降低;最終的損耗降低。
根據以上的分析結論:1500V系統(tǒng)效率提高的主因是電纜用量減少,使得損耗降低。而兩種系統(tǒng)其工程量究竟工程量的變化在哪里?針對前文中的模型進行分析,計算兩類系統(tǒng)的工程量變化如下:
表2 兩類系統(tǒng)的主要工程量變化對比分析
*各截面電纜通道
**各截面保護管
上述工程量變化明顯,由于對國內1500V光伏系統(tǒng)的相應設備(光伏組件、逆變器、匯流箱)以及材料(電纜等)的價格信息掌握不明確。在基于上述兩類系統(tǒng)的設備、材料的單價一致;再結合目前國內電站招標平均價計算(電纜通道、保護管費用按照綜合單價進行計算):
1500V光伏系統(tǒng)的單位投資約下降0.057元/W(理論值)、0.07元/W(工程值)。如再考慮到相應設備材料的施工安裝費等因素,1500V光伏系統(tǒng)的單位投資(工程值)約下降0.1元/W。
隨著光伏系統(tǒng)由1000V升至1500V后,在基于如下計算依據:
1)前文中的模型;
2)根據中國效率加權值;
3)假設電站所處位置為I類地區(qū);
4)假設光伏組件為MPPT輸入功率與電流值線性相關。
相比于1000V光伏系統(tǒng),1500V光伏系統(tǒng)的光伏電站綜合效率約提高2.14%,電站投資約下降1.4%;由此電站的投資財務內部收益率(所得稅后)約提高6%。
近十年前,當時手機網絡還是2G網絡,臨近畢業(yè)參加了當時世界通訊設備老大、以及國內兩個老是掐架的通訊設備商的招聘會。他們都在談其大力發(fā)展3G網絡,希望有志青年共謀發(fā)展。在后來參加Nortel的招聘會時,他們談到了4G網絡,感覺很新鮮。
當今天在用著4G網絡的時候,想到了當年招聘會上的場景,以及后來的Nortel,咂摸出一些味道。
當我們今天還在討論1500V光伏系統(tǒng)好不好的時候,可能有一些設備商已經在悄悄的發(fā)展2000V光伏系統(tǒng)了。
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,除了光伏組件、逆變器的一些核心元件需要切實的技術進步來實現,其他設備、輔材在目前的技術水平上沒有大的障礙。
針對逆變器其主要控制元件IGBT。根據目前的調研情況來看,一些IGBT設備供應商已有商品化的1200V、1700V電壓(B6U+B6I、B6I+B6I等)組件(Assemblies)、3300V、4500V、6500V的模塊(Modules)。
針對光伏組件,因本人對其認識有限,不做分析。
根據前文的測算依據及模型:與1000V系統(tǒng)相比,如采用2000V系統(tǒng),理論上4mm2電纜將降低約70%,70mm2電纜將降低約60%;系統(tǒng)損耗將降低約3.17%。
上述計算均假設光伏組件為:理想電流源,即電壓恒定。而在實際的工業(yè)制造中,因組件的加工制造的偶然因素較多,造成光伏組件輸出電壓存在差異。在目前的1000V系統(tǒng)中,因組串數量較少。上述問題造成各組串的輸出電壓的不一致不甚明顯。隨著1500V或者更高電壓系統(tǒng)的引入,光伏組件的差異性對電站輸出效率的影響將愈加明顯。
責任編輯:蔣桂云
-
重新審視“雙循環(huán)”下的光伏行業(yè)
2020-11-02光伏行業(yè),光伏技術,光伏出口 -
能源轉型進程中火電企業(yè)的下一程
2020-11-02五大發(fā)電,火電,煤電 -
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發(fā)電
-
能源轉型進程中火電企業(yè)的下一程
2020-11-02五大發(fā)電,火電,煤電 -
資本市場:深度研究火電行業(yè)價值
2020-07-09火電,火電公司,電力行業(yè) -
國家能源局印發(fā)2020年能源工作指導意見:從嚴控制、按需推動煤電項目建設
2020-06-29煤電,能源轉型,國家能源局
-
高塔技術助力分散式風電平價上網
2020-10-15分散式風電,風電塔筒,北京國際風能大會 -
創(chuàng)造12項世界第一!世界首個柔性直流電網工程組網成功
2020-06-29?清潔能源,多能互補,風電 -
桂山風電項目部組織集體默哀儀式
2020-04-08桂山風電項目部組織
-
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發(fā)電 -
今后秦嶺生態(tài)環(huán)境保護區(qū)內不再審批和新建小水電站
2020-06-29小水電,水電站,水電 -
3.2GW!能源局同意確定河北新增三個抽水蓄能電站選點規(guī)劃
2020-06-29抽水蓄能,抽水蓄能電站,國家能源局
-
重新審視“雙循環(huán)”下的光伏行業(yè)
2020-11-02光伏行業(yè),光伏技術,光伏出口 -
官司纏身、高層動蕩、工廠停產 “保殼之王”天龍光電將被ST
2020-09-11天龍光電,光伏設備,光伏企業(yè)現狀 -
央視財經熱評丨光伏發(fā)電的平價時代到了嗎?
2020-08-24儲能,光伏儲能,平價上網