1.1Seleção e projeto de equipamentos líderes no campo fotovoltaico
A usina fotovoltaica conectada à rede compreende uma matriz quadrada de módulos fotovoltaicos, uma caixa combinadora, um inversor, um transformador elevador e um gabinete de distribuição de energia no ponto conectado à rede. Os principais equipamentos deste projeto na área de campo fotovoltaico incluem módulos fotovoltaicos, inversores, transformadores tipo caixa e cabos CA e CC. O diagrama de configuração do sistema da central fotovoltaica é mostrado na Figura 2.
(1) Módulos fotovoltaicos
Os módulos fotovoltaicos usados em usinas fotovoltaicas conectadas à rede em meu país incluem principalmente três tipos: módulos de silício monocristalino, módulos de silício policristalino e módulos de filme fino. Entre eles, os módulos de silício monocristalino têm alta eficiência de conversão. Ainda assim, o custo de um único módulo é relativamente alto e eles são usados principalmente em sistemas de usinas com uma pequena área de instalação, como usinas distribuídas no telhado; Em comparação com os módulos de silício cristalino, os módulos de película fina têm condições de pouca luz. Melhor desempenho de geração de energia e a forma do módulo de filme fino acabado é flexível, que pode ser ajustado de acordo com as necessidades reais do edifício e é amplamente utilizado em sistemas como paredes de cortina de edifícios; A eficiência de conversão dos módulos de silício policristalino é entre módulos de silício monocristalino e módulos de filme fino, com tecnologia madura e alto desempenho. Estável, fácil de transportar e instalar em grande escala e mais econômico do que os módulos de silício monocristalino e filme fino. Portanto, as usinas terrestres de grande escala usam principalmente componentes de polissilício. Considerando o grande número de módulos fotovoltaicos instalados neste projeto, a localização remota do local e as duras condições de instalação, o projeto de seleção adota módulos domésticos de polissilício de alta qualidade e a potência do módulo é de 270W. Em um sistema de geração de energia fotovoltaica, o esquema de instalação de módulos fotovoltaicos determina diretamente a quantidade de radiação solar que a matriz pode receber, o que afeta a eficiência de geração de energia de toda a usina. Na usina fotovoltaica de montanha, os fatores para medir os prós e contras do plano de instalação do módulo fotovoltaico devem ser considerados a partir da seleção da inclinação de instalação da matriz e da taxa de utilização do solo do local. Para a inclinação de instalação dos módulos, a indústria geralmente acredita que deve ser consistente com a latitude do local do projeto. Ainda assim, uma inclinação de instalação muito grande para áreas de alta latitude significa maior distância de proteção contra sombras e mais consumo de aço do suporte, o que não é propício para a utilização do local. As taxas e os custos do stent são afetados negativamente.
Pelo contrário, se considerarmos melhorar a utilização do solo, reduzindo a inclinação da instalação e encurtando a distância de blindagem de sombra, a quantidade de radiação solar recebida pela matriz será significativamente reduzida, o que afetará seriamente a eficiência de geração de energia da coleta. Portanto, uma excelente solução de instalação de componentes deve encontrar um equilíbrio adequado entre a inclinação da matriz e a utilização do solo, o que pode garantir que os componentes recebam a melhor quantidade de radiação e levem em consideração a utilização razoável do terreno. A latitude do local de instalação do componente neste projeto é de cerca de 43,5°. Suponha que o esquema convencional de instalação de suporte seja adotado. Nesse caso, a blindagem de sombra da matriz terá um impacto mais significativo na taxa de utilização da terra, o que é inaceitável para a situação de terra apertada do projeto. Portanto, no processo de pré-design do projeto, este projeto abandonou o método convencional de instalação de componentes e mudou para um novo modo de instalação: primeiro, a inclinação de instalação do módulo foi reduzida para 40°, por um lado, o comprimento da sombra da matriz pode ser encurtado e, por outro lado, também pode reduzir o custo do suporte; Em segundo lugar, no esquema de instalação convencional, o modo de instalação de componentes de 2 linhas em 1 grupo de matrizes é alterado para 1 grupo de monitores e membros de 3 linhas. Como resultado, o número de recursos instalados em um único grupo de coleta aumenta; Geralmente, o número de componentes instalados por unidade de área é maior do que o do esquema de instalação convencional. A taxa de utilização da terra também é razoavelmente garantida.
(2) Inversor
Os inversores usados em usinas fotovoltaicas em meu país são divididos principalmente em inversores centralizados e inversores string. O inversor centralizado é grande em capacidade e volume, tem melhor capacidade de agendamento e é econômico. Ainda assim, o inversor centralizado possui um pequeno número de MPPT e altos requisitos para condições de instalação, o que é mais adequado para instalação uniforme de componentes e equipamentos—centrais eléctricas centralizadas de grande escala. Os inversores string têm uma pequena capacidade, leves por dispositivo, bom desempenho de proteção, baixos requisitos para ambiente de uso externo, fácil transporte e instalação, e os inversores string geralmente têm um grande número de MPPTs, o que pode maximizar o Pode efetivamente reduzir os efeitos adversos causados por diferenças de componentes e sombreamento de sombras e melhorar a eficiência da geração de energia fotovoltaica. É adequado para sistemas de usinas com condições complexas de instalação de componentes e, em áreas com dias mais chuvosos e nebulosos, o tempo de geração de energia dos inversores string é menor. Longas. A seleção de inversores de usinas fotovoltaicas deve ser selecionada de acordo com fatores como a escala da usina, o ambiente geográfico do local, a forma do sistema e os requisitos de conexão à rede. O projeto está localizado em uma área de floresta montanhosa, a área de instalação do equipamento está dispersa e o terreno restringe severamente a instalação do componente. Portanto, para reduzir a perda de série de módulos e incompatibilidade paralela e otimizar a capacidade de geração de energia da usina fotovoltaica, este projeto adota um inversor string doméstico de alta qualidade com função MPPT de 4 canais na seleção do inversor, e um único inversor é usado. A potência nominal é de 50kW. Além disso, a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito dos módulos fotovoltaicos mudarão com a flutuação da temperatura ambiente, especialmente a tensão de circuito aberto aumentará com a diminuição da temperatura ambiente. Portanto, o número de série dos componentes conectados ao inversor MPPT deve ser calculado e demonstrado para garantir que não exceda o limite superior da tensão de trabalho do inversor MPPT em condições de temperatura extremamente baixa; Ao mesmo tempo, também é necessário garantir que a capacidade dos componentes conectados ao inversor não seja superior à potência máxima de entrada CC do inversor. Neste projeto, cada inversor está associado a oito circuitos string fotovoltaicos, cada circuito é conectado a 21 módulos fotovoltaicos e a potência de entrada CC do inversor é de 45,36kW
(3) Transformador de campo
Os produtos domésticos de transformadores de campo fotovoltaicos incluem principalmente transformadores imersos em óleo e transformadores do tipo seco. Como os transformadores de usinas fotovoltaicas são instalados principalmente ao ar livre, geralmente são usados transformadores combinados do tipo caixa imersos em óleo com bom desempenho de proteção e fácil construção e instalação. Ao projetar e selecionar um transformador, é necessário considerar de forma abrangente o tipo de projeto elétrico do sistema fotovoltaico, a taxa de transformação de tensão e as condições ambientais de instalação e uso, e selecionar o produto mais adequado para o tipo de sistema fotovoltaico, levando em consideração o entusiasmo. Os transformadores imersos em óleo são amplamente utilizados em sistemas fotovoltaicos devido ao seu baixo custo, fácil manutenção, nível de tensão flexível e configuração da capacidade do transformador. No entanto, devido ao seu grande tamanho e ao risco de poluição ambiental e incêndio devido ao vazamento de óleo isolante, eles geralmente são adequados para sistemas de usinas fotovoltaicas terrestres de grande escala com locais de instalação suficientes e baixos requisitos de classificação de incêndio.
O campo fotovoltaico deste projeto está localizado na montanha, e há amplo espaço para transporte e instalação de equipamentos elétricos. Portanto, o transformador tipo caixa imerso em óleo do modelo ZGS11-ZG (referido como "transformador tipo caixa") é projetado e projetado para ventilar a fundação do transformador. A piscina de óleo pode evitar a poluição ambiental e os riscos de incêndio causados pelo vazamento de óleo isolante no trocador de caixa.
Considerando a distribuição dispersa de componentes em usinas de montanha e a capacidade instalada inconsistente das unidades de geração de energia, este projeto foi projetado para utilizar transformadores de caixa com dois graus de 1000kVA e 1600kVA. De acordo com a capacidade instalada real de cada unidade de geração de energia, cada transformador de caixa é conectado a 20-38 unidades de inversor, a relação entre a capacidade de acesso fotovoltaico e a capacidade nominal do transformador de caixa não deve exceder 1,2.
(4) Cabos CA e CC
Geralmente, existem dois tipos de cabos colocados no campo para usinas de montanha: aéreos e enterrados. Para rotas que precisam cruzar ravinas, bosques e rios, geralmente são usados fios aéreos, enquanto para áreas com distâncias curtas, locais planos e construção de solo conveniente, é usada a colocação enterrada. Este método tem as vantagens de um curto período de construção e baixo custo. Os cabos utilizados no campo fotovoltaico deste projeto incluem principalmente cabos fotovoltaicos CC entre módulos e inversores, cabos CA entre inversores e transformadores de caixa e entre transformadores de caixa e estações de reforço. As considerações para a seleção do cabo incluem principalmente classificação de tensão suportável, área da seção transversal e tipo de cabo. Entre eles, os cabos entre os módulos e os inversores são projetados com cabos CC especiais fotovoltaicos, que são dispostos junto com as terças dos suportes traseiros dos módulos; os cabos CA entre os inversores e os transformadores tipo caixa e os transformadores tipo caixa são colocados no subsolo, considerando o verão na área onde a usina está localizada. No entanto, é chuvoso e úmido. A temperatura é baixa no inverno, então use um cabo de alimentação blindado com bainha de polietileno isolado XLPE (YJY23) com melhor resistência à umidade e baixa temperatura. Para fazer uma seleção.
Antes de colocar cabos enterrados, a profundidade enterrada apropriada deve ser determinada. De acordo com os requisitos da especificação, a profundidade enterrada das linhas diretamente enterradas não deve ser inferior a 0,7 m e, ao cruzar terras agrícolas, a profundidade não deve ser inferior a 1,0 m; Ao mesmo tempo, em regiões frias, a espessura da camada de solo congelado no inverno também deve ser considerada, e os cabos diretamente enterrados devem estar na profundidade máxima da camada de solo firme—o seguinte. A temperatura mínima extrema no inverno na área onde o projeto está localizado é de -37,5°C, e a espessura máxima da camada de solo congelado é de 1,8 m. Portanto, a profundidade de projeto da vala de cabos na área do campo fotovoltaico deve chegar a 2,0 m. Ao mesmo tempo, a parte que passa pela estrada precisa ser protegida por tubos de aço. As usinas fotovoltaicas de grande escala cobrem uma grande área, com um grande número de equipamentos, e a quantidade de cabos CA e CC é enorme. Portanto, é essencial estimar razoavelmente o número de fios usados no estágio inicial de construção.
Por outro lado, devido ao complexo terreno e às condições de construção das usinas de montanha, é difícil estimar o número de cabos com base na chamada experiência de "projeto semelhante" e nos desenhos de construção. Portanto, no processo de construção real deste projeto, o método de "desenho de construção + valor de experiência + valor de amostragem no local" é adotado para contar de forma abrangente a quantidade de engenharia de cabos. Por um lado, os desenhos de construção e os dados de consumo de cabos de usinas de montanha anteriores são usados para estimar; Com o avanço do projeto, as amostras de referência de cabos se tornarão cada vez mais abundantes e representativas e o valor estimado de uso do cabo se tornará cada vez mais preciso.
1.2 Gerenciamento de operação e manutenção de campo fotovoltaico
Uma vez que a construção de projectos de centrais fotovoltaicas e os preços da electricidade na rede no meu país são muito afectados pelas políticas, o período de construção da maioria dos projectos é curto e a concepção e construção de centrais eléctricas não podem ser totalmente controladas de forma científica e eficaz. Portanto, a gestão causou dificuldades particulares e perigos ocultos. Ao mesmo tempo, devido ao crescimento explosivo de projetos fotovoltaicos nos últimos anos, um grande número de usinas foi colocado em operação, enquanto o treinamento e a reserva de pessoal profissional de processo e manutenção na indústria são relativamente atrasados, resultando na tensão do pessoal de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas e no nível e qualidade desiguais de operação e manutenção. Portanto, fortalecer e melhorar o gerenciamento de operação e manutenção das usinas de energia é de grande importância para garantir a vida útil e os benefícios econômicos das usinas fotovoltaicas.
(1) Gerenciamento de equipamentos de campo
Os equipamentos líderes na área de campo fotovoltaico incluem módulos fotovoltaicos, inversores string e transformadores de caixa. O gerenciamento deste equipamento é principalmente através da coleta de dados e monitoramento do local e inspeções regulares no local, etc., para entender os parâmetros e condições operacionais do equipamento, analisar possíveis riscos de segurança e eliminar falhas prontamente.
Os equipamentos líderes no campo fotovoltaico estão equipados com terminais de aquisição de dados. A transmissão em tempo real de dados e instruções pode ser realizada através do cabo de comunicação RS485 e da rede de anel de fibra óptica colocada no campo e na sala de controle central da estação de reforço. O pessoal de operação e manutenção está na sala de controle central. Os parâmetros operacionais de todos os equipamentos elétricos em campo podem ser testados em ambientes fechados, incluindo parâmetros como geração de energia do inversor, potência de troca de caixa, etc., conforme mostrado na Figura 3 e Figura 4; O equipamento é controlado remotamente para realizar o gerenciamento automático dos principais equipamentos elétricos no campo fotovoltaico.
Ao mesmo tempo, a inspeção do equipamento principal deve ser reforçada e o pessoal de operação e manutenção deve ser regularmente organizado para realizar verificações no local dos módulos fotovoltaicos, inversores e transformadores de caixa no campo fotovoltaico e registrar as condições de operação e parâmetros relevantes de cada equipamento.
Fig.3 Distribuição diária típica de geração de energia do inversor
Os problemas encontrados na investigação são classificados, resumidos e classificados prontamente, e soluções direcionadas são formuladas de acordo com a gravidade da situação. Para usinas fotovoltaicas em áreas de alta altitude, devido à grande inclinação da instalação do módulo, atenção especial deve ser dada à força do suporte do módulo e as peças de conexão soltas devem ser apertadas a tempo. Para usinas fotovoltaicas em áreas com diferença significativa de temperatura entre o dia e a noite, atenção especial deve ser dada à condensação de gelo na caixa do equipamento elétrico, especialmente no interior do transformador da caixa. É necessário se concentrar em verificar se há gelo e condensação na superfície de cada terminal e disjuntor em tempo hábil, se necessário. Remova o gelo da parede interna da caixa e garanta uma ventilação suave da caixa para evitar que o equipamento elétrico na caixa seja damp e afete o desempenho do isolamento. O período de inspeção é geralmente de 1 a 2 semanas, que pode ser determinado de acordo com a operação real da usina e as condições climáticas e ambientais do local. Para recém-colocados em operação, após manutenção e equipamentos com histórico de falhas, as inspeções devem ser reforçadas; Ao mesmo tempo, as verificações devem ser mantidas antes e depois de condições climáticas extremas, como nevasca, chuva, vendaval e granizo.
(2) Limpeza de módulos fotovoltaicos
As centrais fotovoltaicas construídas e exploradas no meu país utilizam módulos de silício cristalino com substrato de vidro. Este módulo compreende principalmente vidro temperado, backplane, estrutura de liga de alumínio, células de silício cristalino, EVA, gel de sílica e caixa de junção, etc. Área de recepção de luz e eficiência de conversão fotoelétrica, mas sua superfície de vidro temperado também é propensa ao acúmulo de poeira e sujeira. Uma obstrução como poeira na superfície do módulo reduzirá sua eficiência de conversão fotoelétrica e causará um efeito de ponto quente na parte sombreada do módulo, o que pode causar danos graves ao módulo fotovoltaico. Portanto, é necessário formular medidas e planos correspondentes para limpar regularmente a superfície dos módulos fotovoltaicos instalados na usina para garantir a eficiência de conversão e a segurança operacional dos módulos. As tecnologias de limpeza comumente usadas para módulos fotovoltaicos nas usinas fotovoltaicas do meu país incluem principalmente tecnologia de limpeza manual com pistolas de água de alta pressão, tecnologia de limpeza de robôs a bordo, tecnologia de autolimpeza de módulos fotovoltaicos, tecnologia de remoção de poeira de cortina elétrica e tecnologia de limpeza móvel montada em veículos. As características de várias tecnologias de limpeza são apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 Tecnologias de limpeza de módulos fotovoltaicos comumente usadas
O projeto está localizado em uma área florestal distante da área urbana. Não há fontes de poluição do ar, como usinas termelétricas e campos de mineração ao redor do local. Portanto, a limpeza do ar é alta e os módulos fotovoltaicos são menos afetados pela poeira. No entanto, a temperatura do local do projeto é baixa no inverno e o tempo de queda de neve é estendido. Portanto, a limpeza do módulo considera principalmente o impacto da neve nos módulos fotovoltaicos. Em resposta a este problema, combinado com a situação real do local do projeto e o modo de instalação do módulo, este projeto adota uma combinação de limpeza passiva e limpeza ativa para limpar e manter os módulos fotovoltaicos no campo.
A limpeza passiva combina as características da alta altura de instalação e do grande ângulo de inclinação (40°) dos módulos fotovoltaicos deste projeto. Sob a influência de sua gravidade, a neve na superfície dos módulos no inverno é difícil de aderir à superfície de vidro dos módulos. Quando a luz do sol atinge os módulos, o aumento da temperatura da superfície dos componentes ajudará a eliminar o gelo da neve. A julgar pelo funcionamento real da usina, no início de dezembro, após a queda de neve no campo à noite, a espessura da neve na superfície dos módulos fotovoltaicos é de cerca de 2 a 5 cm pela manhã. Ele cai sozinho e as neves restantes caem após 2 horas. Da mesma forma, em outras estações, detritos como poeira ou folhas que caem na superfície do módulo também podem deslizar suavemente para fora da superfície do módulo sob a ação da chuva e do vento.
Limpeza ativa Considerando os requisitos de economia e aplicabilidade, para aqueles detritos de neve e poeira que seu peso não pode remover, este projeto adota o método de organizar regularmente o pessoal de limpeza para remover neve e poeira para limpar os componentes manualmente. Para áreas com fontes de água abundantes, pistolas de água pressurizadas podem ser usadas para enxaguar e as outras regiões podem ser limpas manualmente com ferramentas como trapos. O tempo de limpeza dos módulos deve ser selecionado no início da manhã, noite, noite ou dias nublados para evitar os efeitos adversos das sombras do equipamento e do pessoal na eficiência de geração de energia dos módulos fotovoltaicos durante o processo de limpeza. A seleção do ciclo de limpeza deve ser determinada de acordo com o grau de contaminação na superfície do componente. Em circunstâncias normais, para acessórios de poeira, o número de limpezas não deve ser inferior a duas vezes por ano; para neve, deve ser disposto prontamente de acordo com a espessura do acúmulo na superfície do módulo e a queda de neve recente.
A qualidade do treinamento do pessoal de operação e manutenção do gerenciamento de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas depende da habilidade e qualidade do pessoal de processo e manutenção. A tecnologia de geração de energia fotovoltaica é uma nova forma de utilização de energia. A maioria das equipes de gerenciamento de operação e manutenção das usinas de energia é relativamente jovem e carece de experiência e tecnologia em operação e manutenção fotovoltaica. Portanto, a unidade de operação e manutenção da usina deve fortalecer o treinamento profissional do pessoal de operação e manutenção. Durante a operação e manutenção de usinas fotovoltaicas, de acordo com as leis e regulamentos relevantes e as disposições do departamento de energia local, combinados com as regras e regulamentos de operação da usina, formular programas de treinamento que atendam às suas características e regras detalhadas, melhorar continuamente o nível técnico dos funcionários e fortalecer sua consciência de aprendizado e inovação. Ao mesmo tempo, deve ser dada atenção à divulgação técnica e à formação das unidades profissionais de subcontratação ou dos fabricantes de equipamentos. Existem muitas profissões e indústrias envolvidas na construção de usinas fotovoltaicas, e o projeto pré-projeto, a construção e o gerenciamento de operação e manutenção muitas vezes não são concluídos pela mesma empresa ou departamento. Portanto, a subcontratação profissional é necessária quando a usina é concluída e entregue à unidade de operação e manutenção. O fornecedor da unidade e do equipamento deve fazer a divulgação técnica à unidade de operação e manutenção e fornecer os serviços de treinamento necessários para garantir que o pessoal de operação e manutenção esteja familiarizado com o desempenho do sistema e do equipamento e domine os métodos de operação e manutenção.
2. Geração de energia fotovoltaica e análise de benefícios
2.1 Cálculo teórico da geração de energia
De acordo com as "Especificações de Projeto para Usinas Fotovoltaicas", a previsão da geração de energia das usinas fotovoltaicas deve ser calculada e determinada de acordo com os recursos de energia solar no local. Depois de considerar vários fatores, como projeto do sistema da usina fotovoltaica, layout do painel fotovoltaico e condições ambientais, a fórmula de cálculo é:
Na fórmula, EP é a geração de energia on-grid, kWh; HA é a irradiância solar total no plano horizontal, que é de 1412,55kWh/m² neste projeto; ES é a irradiância em condições padrão, com uma constante de 1kWh/m²; PAZ é o componente A capacidade de instalação é de 100000kWp neste projeto; K é o coeficiente de eficiência abrangente, que é 0,8. Portanto, a capacidade teórica de geração de energia da usina no primeiro ano deste projeto é
Devido ao envelhecimento do material primário e à radiação ultravioleta, a potência dos módulos fotovoltaicos diminuirá ano a ano durante o uso. A taxa de atenuação de energia dos módulos utilizados neste projeto é de 2,5% no primeiro ano, 0,7% em cada ano após o primeiro ano, 8,8% em 10 anos e 19,3% em 25 anos. Portanto, a vida útil do sistema é calculada em 25 anos, e a Tabela 2 é o resultado do cálculo da geração de energia de 25 anos do projeto.
De acordo com a análise, a geração total acumulada de energia do projeto em 25 anos é de 2.517,16 milhões de kWh, a geração média anual de energia em 25 anos é de 100,69 milhões de kWh e a geração anual de energia por watt de capacidade instalada é de cerca de 1.007 kWh.
2.2 Análise de benefícios
A usina está localizada na província de Yanbian, província de Jilin. De acordo com o "Aviso da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma sobre a Política de Preços de Projetos de Geração de Energia Fotovoltaica em 2018" (Regulamento de Preços Fa Gai [2017] No. 2196), a usina fotovoltaica colocada em operação após 1º de janeiro de 2018, Os preços de referência da eletricidade na rede para áreas de recursos Classe I, Classe II e Classe III são ajustados para 0,55 yuan / kWh, 0,65 yuan/kWh e 0,75 yuan/kWh (impostos incluídos), respectivamente. Esta área é uma área de recursos de Classe II, e o preço de referência da eletricidade na rede para usinas fotovoltaicas é de 0,65 yuan/kWh. Ao mesmo tempo, de acordo com a "Proposta de Aceleração da Aplicação de Produtos Fotovoltaicos para Promover o Desenvolvimento Saudável da Indústria (nº 128)" da província de Jilin, a província de Jilin implementa uma política de subsídio de eletricidade para projetos de geração de energia fotovoltaica e, com base nos regulamentos nacionais, apoio adicional de 0,15 yuan/kWh. Portanto, a usina fotovoltaica pode desfrutar de um subsídio de 0,8 yuan/kWh.
A capacidade instalada da primeira fase do projeto é de 100 MW. De acordo com a estimativa de custo de 8 yuan/W, o investimento orçamentário inicial é de cerca de 800 milhões de yuans, e a aquisição real do projeto é de 790 milhões de yuans, o que é um pouco menor do que o investimento orçamentário anterior. Segundo estimativas, a geração média anual de energia do projeto é de 100.686.564 kWh. De acordo com a política, os subsídios podem ser obtidos a 0,8 yuan/kWh, e a receita média anual da taxa de eletricidade da usina fotovoltaica é de cerca de 80,549 milhões de yuans.
De acordo com a estimativa do investimento real, o projeto recuperará o custo em cerca de dez anos. A geração total de energia acumulada da usina em 25 anos é de 2,517 bilhões de kWh, e a receita total é de cerca de 2,014 bilhões de yuans. Durante a vida útil de 25 anos, o lucro deste projeto é de cerca de 1,224 bilhão de yuans. Ao mesmo tempo, o projeto pode realizar 14 milhões de yuans em impostos locais e 12 milhões de yuans em fundos de alívio da pobreza a cada ano, e 4.000 famílias pobres registradas podem ser retiradas da pobreza com sucesso, com um aumento médio anual de renda de 3.000 yuans.
Além disso, como a usina fotovoltaica consome menos energia e não emite poluentes como dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio para o ambiente externo, ela possui alto valor de proteção ambiental e benefícios sociais. A usina fotovoltaica gera uma média de quase 100 milhões de kWh por ano. De acordo com as regras de conversão relevantes, ele pode economizar 36247,16 t de carvão padrão todos os anos, o que significa reduzir a emissão de dióxido de carbono 100384,5 t, dióxido de enxofre 1188,1 t e óxidos de nitrogênio 432,9 t, e pode reduzir a geração de geração de energia térmica. Além disso, 27386,7 t de poeira economizaram quase 400 milhões de L de água purificada.
3. Resumo
Após o crescimento explosivo da indústria fotovoltaica nos últimos anos, o atraso na construção de redes elétricas em regiões individuais tornou-se cada vez mais proeminente. Juntamente com a aceleração da transformação industrial e modernização em meu país, a demanda nacional de eletricidade desacelerou. Como resultado, a redução da energia fotovoltaica ocorreu em vários lugares. Ao mesmo tempo, para atingir a meta de paridade da rede fotovoltaica, o preço de referência da eletricidade na rede para energia fotovoltaica entrou em um canal descendente. De acordo com o "Aviso da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma sobre a Política de Preços dos Projetos de Geração de Energia Fotovoltaica em 2018", o preço de referência da eletricidade na rede em 2018 foi reduzido em 0,1 em comparação com 2017. Yuan/kWh. Nesse contexto, as empresas fotovoltaicas enfrentarão uma pressão mais significativa para reduzir custos. Em contraste, as matérias-primas (como componentes, aço, etc.) e os custos de mão de obra necessários para construir usinas fotovoltaicas permanecem altos. Equilibrar a relação entre custos e benefícios é um problema complexo que a indústria fotovoltaica precisa pensar e resolver a seguir.
1. Classificação e composição das centrais solares fotovoltaicas
As usinas solares fotovoltaicas podem ser divididas em tipos independentes e conectadas à rede, dependendo se estão conectadas à rede pública. O tipo de sistema de geração de energia solar fotovoltaica precisa ser selecionado com base na demanda de fornecimento de energia de referência, e o sistema de geração de energia solar fotovoltaica mais razoável é estabelecido.
2. Pontos-chave da seleção do local para usinas solares fotovoltaicas
As usinas solares fotovoltaicas são distribuídas em todo o mundo. Na construção de centrais solares fotovoltaicas no meu país, deve ser dada atenção suficiente à selecção do local das centrais solares fotovoltaicas. Na seleção do local das usinas solares fotovoltaicas, as condições de luz precisam ser consideradas para garantir luz suficiente brilhando no painel solar para fornecer o efeito de geração de energia. A usina solar fotovoltaica está localizada em uma área com terreno plano. Portanto, não é propenso a desastres naturais para evitar o impacto severo de desastres naturais no equipamento da usina solar fotovoltaica. Evite grandes números ou edifícios ao redor do local da usina solar fotovoltaica que sombreiem a usina solar fotovoltaica e afetem a iluminação da usina solar fotovoltaica.
3. Pontos de projeto do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
Ao projetar um sistema de geração de energia solar fotovoltaica, ele se concentra principalmente na capacidade do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, na seleção de equipamentos eletrônicos de potência no sistema de geração de energia solar fotovoltaica e no projeto e cálculo de instalações auxiliares. Entre eles, o projeto de capacidade visa principalmente a capacidade dos componentes da bateria e baterias no sistema de geração de energia solar fotovoltaica. O foco é garantir que a eletricidade armazenada nas baterias possa atender aos requisitos de trabalho. Para a seleção e configuração dos componentes do sistema no sistema de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário garantir que o equipamento selecionado corresponda ao projeto de capacidade do sistema de geração de energia solar fotovoltaica para garantir que o sistema de geração de energia solar fotovoltaica possa funcionar normalmente.
4. Principais pontos de projeto de capacidade do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
Ao projetar a capacidade de um sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, a carga e as dimensões locais do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica devem ser listadas primeiro, e o tamanho da carga e o consumo de energia do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica devem ser determinados. Com base nisso, a capacidade da bateria do sistema de geração de energia solar fotovoltaica separado é selecionada. Em seguida, a corrente ideal dos diferentes sistemas de geração de energia solar fotovoltaica é determinada calculando a corrente de matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica. Em seguida, a tensão da matriz quadrada da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica é selecionada. Finalmente, a bateria do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica é determinada pela potência. Ao projetar a potência da matriz quadrada da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, o projeto da matriz quadrada da bateria solar do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica pode ser concluído de acordo com o princípio de aumento em série e retificação paralela.
5. Principais pontos de instalação do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
5.1 Construção da fundação do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica
A base da matriz da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica deve ser feita de concreto. A altura do solo e o desvio horizontal do piso de concreto devem atender aos requisitos e especificações do projeto. A base da matriz da bateria deve ser fixada com chumbadores. O vazamento deve atender aos requisitos da especificação do projeto. Após o vazamento e fixação do concreto dos chumbadores, ele precisa ser curado por pelo menos cinco dias para garantir sua solidificação
Ao instalar o suporte solar do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, deve-se prestar atenção a: (1) O ângulo de azimute e o ângulo de inclinação da estrutura de matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica precisam atender aos requisitos do projeto. (2) Ao instalar o rack do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário prestar atenção à necessidade de controlar o nivelamento do fundo dentro da faixa de 3 mm/m. Quando o nivelamento excede a faixa permitida, uma buzina deve ser usada para nivelar. (3) A superfície da parte fixa do rack autônomo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica deve ser o mais plana possível para evitar danos às células. (4) Para a parte fixa do rack autônomo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, juntas anti-soltas devem ser instaladas para melhorar a confiabilidade de sua conexão. (5) Para o conjunto de células solares com o dispositivo de rastreamento solar no sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, o dispositivo de rastreamento deve ser verificado regularmente para garantir seu desempenho de rastreamento solar. (6) Para o sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, o ângulo entre o rack e o solo pode ser fixado ou ajustado de acordo com as mudanças sazonais, de modo que o painel solar possa provavelmente aumentar a área de recepção e o tempo de iluminação da luz solar e melhorar a independência do painel solar—a eficiência de geração de energia do sistema de geração de energia solar fotovoltaica.
5.2 Pontos de instalação dos módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica
Ao instalar os módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, preste atenção a: (1) Ao instalar os módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário medir e verificar os parâmetros de cada componente primeiro para garantir que os parâmetros atendam aos requisitos do usuário para medir a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito do módulo solar. (2) Módulos solares com parâmetros de trabalho semelhantes precisam ser instalados na mesma matriz quadrada para melhorar a eficiência de geração de energia da matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica. (3) Durante a instalação de painéis solares, etc., solavancos devem ser evitados para evitar danos aos painéis solares, etc. (4) Se o painel solar e a estrutura fixa não estiverem bem combinados, eles precisam ser nivelados com chapas de ferro para melhorar a estanqueidade da conexão entre os dois. (5) Ao instalar o painel solar, é necessário usar a instalação pré-fabricada na estrutura do painel solar para conexão. Ao conectar com parafusos, preste atenção ao aperto da conexão e preste atenção ao trabalho de relaxamento com antecedência de acordo com os padrões usados. (6) A posição do módulo solar instalado no rack deve ser a mais alta qualidade possível. A distância entre o módulo solar instalado no rack e o rack deve ser maior que 8 mm para melhorar a capacidade de dissipação de calor do módulo solar. (7) A caixa de junção do painel solar precisa ser protegida da chuva e geada para evitar danos causados pela chuva.
5.3 Principais pontos de conexão do cabo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica
Ao colocar os cabos de conexão do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, preste atenção ao princípio de primeiro ao ar livre, depois interno, primeiro simples e depois complicado. Ao mesmo tempo, preste atenção ao seguinte ao colocar cabos: (1) Ao colocar cabos na borda afiada da parede e do suporte, preste atenção à proteção dos cabos. (2) Preste atenção à direção e fixação do cabo ao colocar o cabo e preste atenção ao aperto moderado do layout do cabo. (3) Preste atenção à proteção na junta do cabo para evitar oxidação ou queda na junta, o que afeta o efeito de conexão do cabo. (4) O alimentador e a linha de retorno do mesmo circuito devem ser torcidos juntos o máximo possível para evitar a influência da interferência eletromagnética do cabo no cabo.
5.4 Faça um excelente trabalho de proteção contra raios para sistemas de geração de energia solar fotovoltaica
Durante a instalação do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, deve-se prestar atenção à proteção contra raios e aterramento do sistema de geração de energia solar fotovoltaica. O cabo de aterramento do pára-raios deve ser mantido a uma certa distância do suporte do sistema de geração de energia solar fotovoltaica. Para a proteção contra raios do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, dois métodos de proteção contra raios podem ser usados para instalar o pára-raios ou a linha de proteção contra raios para proteger a segurança do sistema de geração de energia solar fotovoltaica.
Epílogo
O desenvolvimento e a utilização da energia solar são o foco do desenvolvimento energético e até mesmo no futuro. Com base na análise da composição e características do sistema solar fotovoltaico, este trabalho analisa e expõe os pontos críticos do projeto e instalação do sistema solar fotovoltaico.
A usina fotovoltaica conectada à rede compreende uma matriz quadrada de módulos fotovoltaicos, uma caixa combinadora, um inversor, um transformador elevador e um gabinete de distribuição de energia no ponto conectado à rede. Os principais equipamentos deste projeto na área de campo fotovoltaico incluem módulos fotovoltaicos, inversores, transformadores tipo caixa e cabos CA e CC. O diagrama de configuração do sistema da central fotovoltaica é mostrado na Figura 2.
(1) Módulos fotovoltaicos
Os módulos fotovoltaicos usados em usinas fotovoltaicas conectadas à rede em meu país incluem principalmente três tipos: módulos de silício monocristalino, módulos de silício policristalino e módulos de filme fino. Entre eles, os módulos de silício monocristalino têm alta eficiência de conversão. Ainda assim, o custo de um único módulo é relativamente alto e eles são usados principalmente em sistemas de usinas com uma pequena área de instalação, como usinas distribuídas no telhado; Em comparação com os módulos de silício cristalino, os módulos de película fina têm condições de pouca luz. Melhor desempenho de geração de energia e a forma do módulo de filme fino acabado é flexível, que pode ser ajustado de acordo com as necessidades reais do edifício e é amplamente utilizado em sistemas como paredes de cortina de edifícios; A eficiência de conversão dos módulos de silício policristalino é entre módulos de silício monocristalino e módulos de filme fino, com tecnologia madura e alto desempenho. Estável, fácil de transportar e instalar em grande escala e mais econômico do que os módulos de silício monocristalino e filme fino. Portanto, as usinas terrestres de grande escala usam principalmente componentes de polissilício. Considerando o grande número de módulos fotovoltaicos instalados neste projeto, a localização remota do local e as duras condições de instalação, o projeto de seleção adota módulos domésticos de polissilício de alta qualidade e a potência do módulo é de 270W. Em um sistema de geração de energia fotovoltaica, o esquema de instalação de módulos fotovoltaicos determina diretamente a quantidade de radiação solar que a matriz pode receber, o que afeta a eficiência de geração de energia de toda a usina. Na usina fotovoltaica de montanha, os fatores para medir os prós e contras do plano de instalação do módulo fotovoltaico devem ser considerados a partir da seleção da inclinação de instalação da matriz e da taxa de utilização do solo do local. Para a inclinação de instalação dos módulos, a indústria geralmente acredita que deve ser consistente com a latitude do local do projeto. Ainda assim, uma inclinação de instalação muito grande para áreas de alta latitude significa maior distância de proteção contra sombras e mais consumo de aço do suporte, o que não é propício para a utilização do local. As taxas e os custos do stent são afetados negativamente.
Pelo contrário, se considerarmos melhorar a utilização do solo, reduzindo a inclinação da instalação e encurtando a distância de blindagem de sombra, a quantidade de radiação solar recebida pela matriz será significativamente reduzida, o que afetará seriamente a eficiência de geração de energia da coleta. Portanto, uma excelente solução de instalação de componentes deve encontrar um equilíbrio adequado entre a inclinação da matriz e a utilização do solo, o que pode garantir que os componentes recebam a melhor quantidade de radiação e levem em consideração a utilização razoável do terreno. A latitude do local de instalação do componente neste projeto é de cerca de 43,5°. Suponha que o esquema convencional de instalação de suporte seja adotado. Nesse caso, a blindagem de sombra da matriz terá um impacto mais significativo na taxa de utilização da terra, o que é inaceitável para a situação de terra apertada do projeto. Portanto, no processo de pré-design do projeto, este projeto abandonou o método convencional de instalação de componentes e mudou para um novo modo de instalação: primeiro, a inclinação de instalação do módulo foi reduzida para 40°, por um lado, o comprimento da sombra da matriz pode ser encurtado e, por outro lado, também pode reduzir o custo do suporte; Em segundo lugar, no esquema de instalação convencional, o modo de instalação de componentes de 2 linhas em 1 grupo de matrizes é alterado para 1 grupo de monitores e membros de 3 linhas. Como resultado, o número de recursos instalados em um único grupo de coleta aumenta; Geralmente, o número de componentes instalados por unidade de área é maior do que o do esquema de instalação convencional. A taxa de utilização da terra também é razoavelmente garantida.
(2) Inversor
Os inversores usados em usinas fotovoltaicas em meu país são divididos principalmente em inversores centralizados e inversores string. O inversor centralizado é grande em capacidade e volume, tem melhor capacidade de agendamento e é econômico. Ainda assim, o inversor centralizado possui um pequeno número de MPPT e altos requisitos para condições de instalação, o que é mais adequado para instalação uniforme de componentes e equipamentos—centrais eléctricas centralizadas de grande escala. Os inversores string têm uma pequena capacidade, leves por dispositivo, bom desempenho de proteção, baixos requisitos para ambiente de uso externo, fácil transporte e instalação, e os inversores string geralmente têm um grande número de MPPTs, o que pode maximizar o Pode efetivamente reduzir os efeitos adversos causados por diferenças de componentes e sombreamento de sombras e melhorar a eficiência da geração de energia fotovoltaica. É adequado para sistemas de usinas com condições complexas de instalação de componentes e, em áreas com dias mais chuvosos e nebulosos, o tempo de geração de energia dos inversores string é menor. Longas. A seleção de inversores de usinas fotovoltaicas deve ser selecionada de acordo com fatores como a escala da usina, o ambiente geográfico do local, a forma do sistema e os requisitos de conexão à rede. O projeto está localizado em uma área de floresta montanhosa, a área de instalação do equipamento está dispersa e o terreno restringe severamente a instalação do componente. Portanto, para reduzir a perda de série de módulos e incompatibilidade paralela e otimizar a capacidade de geração de energia da usina fotovoltaica, este projeto adota um inversor string doméstico de alta qualidade com função MPPT de 4 canais na seleção do inversor, e um único inversor é usado. A potência nominal é de 50kW. Além disso, a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito dos módulos fotovoltaicos mudarão com a flutuação da temperatura ambiente, especialmente a tensão de circuito aberto aumentará com a diminuição da temperatura ambiente. Portanto, o número de série dos componentes conectados ao inversor MPPT deve ser calculado e demonstrado para garantir que não exceda o limite superior da tensão de trabalho do inversor MPPT em condições de temperatura extremamente baixa; Ao mesmo tempo, também é necessário garantir que a capacidade dos componentes conectados ao inversor não seja superior à potência máxima de entrada CC do inversor. Neste projeto, cada inversor está associado a oito circuitos string fotovoltaicos, cada circuito é conectado a 21 módulos fotovoltaicos e a potência de entrada CC do inversor é de 45,36kW
(3) Transformador de campo
Os produtos domésticos de transformadores de campo fotovoltaicos incluem principalmente transformadores imersos em óleo e transformadores do tipo seco. Como os transformadores de usinas fotovoltaicas são instalados principalmente ao ar livre, geralmente são usados transformadores combinados do tipo caixa imersos em óleo com bom desempenho de proteção e fácil construção e instalação. Ao projetar e selecionar um transformador, é necessário considerar de forma abrangente o tipo de projeto elétrico do sistema fotovoltaico, a taxa de transformação de tensão e as condições ambientais de instalação e uso, e selecionar o produto mais adequado para o tipo de sistema fotovoltaico, levando em consideração o entusiasmo. Os transformadores imersos em óleo são amplamente utilizados em sistemas fotovoltaicos devido ao seu baixo custo, fácil manutenção, nível de tensão flexível e configuração da capacidade do transformador. No entanto, devido ao seu grande tamanho e ao risco de poluição ambiental e incêndio devido ao vazamento de óleo isolante, eles geralmente são adequados para sistemas de usinas fotovoltaicas terrestres de grande escala com locais de instalação suficientes e baixos requisitos de classificação de incêndio.
O campo fotovoltaico deste projeto está localizado na montanha, e há amplo espaço para transporte e instalação de equipamentos elétricos. Portanto, o transformador tipo caixa imerso em óleo do modelo ZGS11-ZG (referido como "transformador tipo caixa") é projetado e projetado para ventilar a fundação do transformador. A piscina de óleo pode evitar a poluição ambiental e os riscos de incêndio causados pelo vazamento de óleo isolante no trocador de caixa.
Considerando a distribuição dispersa de componentes em usinas de montanha e a capacidade instalada inconsistente das unidades de geração de energia, este projeto foi projetado para utilizar transformadores de caixa com dois graus de 1000kVA e 1600kVA. De acordo com a capacidade instalada real de cada unidade de geração de energia, cada transformador de caixa é conectado a 20-38 unidades de inversor, a relação entre a capacidade de acesso fotovoltaico e a capacidade nominal do transformador de caixa não deve exceder 1,2.
(4) Cabos CA e CC
Geralmente, existem dois tipos de cabos colocados no campo para usinas de montanha: aéreos e enterrados. Para rotas que precisam cruzar ravinas, bosques e rios, geralmente são usados fios aéreos, enquanto para áreas com distâncias curtas, locais planos e construção de solo conveniente, é usada a colocação enterrada. Este método tem as vantagens de um curto período de construção e baixo custo. Os cabos utilizados no campo fotovoltaico deste projeto incluem principalmente cabos fotovoltaicos CC entre módulos e inversores, cabos CA entre inversores e transformadores de caixa e entre transformadores de caixa e estações de reforço. As considerações para a seleção do cabo incluem principalmente classificação de tensão suportável, área da seção transversal e tipo de cabo. Entre eles, os cabos entre os módulos e os inversores são projetados com cabos CC especiais fotovoltaicos, que são dispostos junto com as terças dos suportes traseiros dos módulos; os cabos CA entre os inversores e os transformadores tipo caixa e os transformadores tipo caixa são colocados no subsolo, considerando o verão na área onde a usina está localizada. No entanto, é chuvoso e úmido. A temperatura é baixa no inverno, então use um cabo de alimentação blindado com bainha de polietileno isolado XLPE (YJY23) com melhor resistência à umidade e baixa temperatura. Para fazer uma seleção.
Antes de colocar cabos enterrados, a profundidade enterrada apropriada deve ser determinada. De acordo com os requisitos da especificação, a profundidade enterrada das linhas diretamente enterradas não deve ser inferior a 0,7 m e, ao cruzar terras agrícolas, a profundidade não deve ser inferior a 1,0 m; Ao mesmo tempo, em regiões frias, a espessura da camada de solo congelado no inverno também deve ser considerada, e os cabos diretamente enterrados devem estar na profundidade máxima da camada de solo firme—o seguinte. A temperatura mínima extrema no inverno na área onde o projeto está localizado é de -37,5°C, e a espessura máxima da camada de solo congelado é de 1,8 m. Portanto, a profundidade de projeto da vala de cabos na área do campo fotovoltaico deve chegar a 2,0 m. Ao mesmo tempo, a parte que passa pela estrada precisa ser protegida por tubos de aço. As usinas fotovoltaicas de grande escala cobrem uma grande área, com um grande número de equipamentos, e a quantidade de cabos CA e CC é enorme. Portanto, é essencial estimar razoavelmente o número de fios usados no estágio inicial de construção.
Por outro lado, devido ao complexo terreno e às condições de construção das usinas de montanha, é difícil estimar o número de cabos com base na chamada experiência de "projeto semelhante" e nos desenhos de construção. Portanto, no processo de construção real deste projeto, o método de "desenho de construção + valor de experiência + valor de amostragem no local" é adotado para contar de forma abrangente a quantidade de engenharia de cabos. Por um lado, os desenhos de construção e os dados de consumo de cabos de usinas de montanha anteriores são usados para estimar; Com o avanço do projeto, as amostras de referência de cabos se tornarão cada vez mais abundantes e representativas e o valor estimado de uso do cabo se tornará cada vez mais preciso.
1.2 Gerenciamento de operação e manutenção de campo fotovoltaico
Uma vez que a construção de projectos de centrais fotovoltaicas e os preços da electricidade na rede no meu país são muito afectados pelas políticas, o período de construção da maioria dos projectos é curto e a concepção e construção de centrais eléctricas não podem ser totalmente controladas de forma científica e eficaz. Portanto, a gestão causou dificuldades particulares e perigos ocultos. Ao mesmo tempo, devido ao crescimento explosivo de projetos fotovoltaicos nos últimos anos, um grande número de usinas foi colocado em operação, enquanto o treinamento e a reserva de pessoal profissional de processo e manutenção na indústria são relativamente atrasados, resultando na tensão do pessoal de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas e no nível e qualidade desiguais de operação e manutenção. Portanto, fortalecer e melhorar o gerenciamento de operação e manutenção das usinas de energia é de grande importância para garantir a vida útil e os benefícios econômicos das usinas fotovoltaicas.
(1) Gerenciamento de equipamentos de campo
Os equipamentos líderes na área de campo fotovoltaico incluem módulos fotovoltaicos, inversores string e transformadores de caixa. O gerenciamento deste equipamento é principalmente através da coleta de dados e monitoramento do local e inspeções regulares no local, etc., para entender os parâmetros e condições operacionais do equipamento, analisar possíveis riscos de segurança e eliminar falhas prontamente.
Os equipamentos líderes no campo fotovoltaico estão equipados com terminais de aquisição de dados. A transmissão em tempo real de dados e instruções pode ser realizada através do cabo de comunicação RS485 e da rede de anel de fibra óptica colocada no campo e na sala de controle central da estação de reforço. O pessoal de operação e manutenção está na sala de controle central. Os parâmetros operacionais de todos os equipamentos elétricos em campo podem ser testados em ambientes fechados, incluindo parâmetros como geração de energia do inversor, potência de troca de caixa, etc., conforme mostrado na Figura 3 e Figura 4; O equipamento é controlado remotamente para realizar o gerenciamento automático dos principais equipamentos elétricos no campo fotovoltaico.
Ao mesmo tempo, a inspeção do equipamento principal deve ser reforçada e o pessoal de operação e manutenção deve ser regularmente organizado para realizar verificações no local dos módulos fotovoltaicos, inversores e transformadores de caixa no campo fotovoltaico e registrar as condições de operação e parâmetros relevantes de cada equipamento.
Fig.3 Distribuição diária típica de geração de energia do inversor
Os problemas encontrados na investigação são classificados, resumidos e classificados prontamente, e soluções direcionadas são formuladas de acordo com a gravidade da situação. Para usinas fotovoltaicas em áreas de alta altitude, devido à grande inclinação da instalação do módulo, atenção especial deve ser dada à força do suporte do módulo e as peças de conexão soltas devem ser apertadas a tempo. Para usinas fotovoltaicas em áreas com diferença significativa de temperatura entre o dia e a noite, atenção especial deve ser dada à condensação de gelo na caixa do equipamento elétrico, especialmente no interior do transformador da caixa. É necessário se concentrar em verificar se há gelo e condensação na superfície de cada terminal e disjuntor em tempo hábil, se necessário. Remova o gelo da parede interna da caixa e garanta uma ventilação suave da caixa para evitar que o equipamento elétrico na caixa seja damp e afete o desempenho do isolamento. O período de inspeção é geralmente de 1 a 2 semanas, que pode ser determinado de acordo com a operação real da usina e as condições climáticas e ambientais do local. Para recém-colocados em operação, após manutenção e equipamentos com histórico de falhas, as inspeções devem ser reforçadas; Ao mesmo tempo, as verificações devem ser mantidas antes e depois de condições climáticas extremas, como nevasca, chuva, vendaval e granizo.
(2) Limpeza de módulos fotovoltaicos
As centrais fotovoltaicas construídas e exploradas no meu país utilizam módulos de silício cristalino com substrato de vidro. Este módulo compreende principalmente vidro temperado, backplane, estrutura de liga de alumínio, células de silício cristalino, EVA, gel de sílica e caixa de junção, etc. Área de recepção de luz e eficiência de conversão fotoelétrica, mas sua superfície de vidro temperado também é propensa ao acúmulo de poeira e sujeira. Uma obstrução como poeira na superfície do módulo reduzirá sua eficiência de conversão fotoelétrica e causará um efeito de ponto quente na parte sombreada do módulo, o que pode causar danos graves ao módulo fotovoltaico. Portanto, é necessário formular medidas e planos correspondentes para limpar regularmente a superfície dos módulos fotovoltaicos instalados na usina para garantir a eficiência de conversão e a segurança operacional dos módulos. As tecnologias de limpeza comumente usadas para módulos fotovoltaicos nas usinas fotovoltaicas do meu país incluem principalmente tecnologia de limpeza manual com pistolas de água de alta pressão, tecnologia de limpeza de robôs a bordo, tecnologia de autolimpeza de módulos fotovoltaicos, tecnologia de remoção de poeira de cortina elétrica e tecnologia de limpeza móvel montada em veículos. As características de várias tecnologias de limpeza são apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 Tecnologias de limpeza de módulos fotovoltaicos comumente usadas
O projeto está localizado em uma área florestal distante da área urbana. Não há fontes de poluição do ar, como usinas termelétricas e campos de mineração ao redor do local. Portanto, a limpeza do ar é alta e os módulos fotovoltaicos são menos afetados pela poeira. No entanto, a temperatura do local do projeto é baixa no inverno e o tempo de queda de neve é estendido. Portanto, a limpeza do módulo considera principalmente o impacto da neve nos módulos fotovoltaicos. Em resposta a este problema, combinado com a situação real do local do projeto e o modo de instalação do módulo, este projeto adota uma combinação de limpeza passiva e limpeza ativa para limpar e manter os módulos fotovoltaicos no campo.
A limpeza passiva combina as características da alta altura de instalação e do grande ângulo de inclinação (40°) dos módulos fotovoltaicos deste projeto. Sob a influência de sua gravidade, a neve na superfície dos módulos no inverno é difícil de aderir à superfície de vidro dos módulos. Quando a luz do sol atinge os módulos, o aumento da temperatura da superfície dos componentes ajudará a eliminar o gelo da neve. A julgar pelo funcionamento real da usina, no início de dezembro, após a queda de neve no campo à noite, a espessura da neve na superfície dos módulos fotovoltaicos é de cerca de 2 a 5 cm pela manhã. Ele cai sozinho e as neves restantes caem após 2 horas. Da mesma forma, em outras estações, detritos como poeira ou folhas que caem na superfície do módulo também podem deslizar suavemente para fora da superfície do módulo sob a ação da chuva e do vento.
Limpeza ativa Considerando os requisitos de economia e aplicabilidade, para aqueles detritos de neve e poeira que seu peso não pode remover, este projeto adota o método de organizar regularmente o pessoal de limpeza para remover neve e poeira para limpar os componentes manualmente. Para áreas com fontes de água abundantes, pistolas de água pressurizadas podem ser usadas para enxaguar e as outras regiões podem ser limpas manualmente com ferramentas como trapos. O tempo de limpeza dos módulos deve ser selecionado no início da manhã, noite, noite ou dias nublados para evitar os efeitos adversos das sombras do equipamento e do pessoal na eficiência de geração de energia dos módulos fotovoltaicos durante o processo de limpeza. A seleção do ciclo de limpeza deve ser determinada de acordo com o grau de contaminação na superfície do componente. Em circunstâncias normais, para acessórios de poeira, o número de limpezas não deve ser inferior a duas vezes por ano; para neve, deve ser disposto prontamente de acordo com a espessura do acúmulo na superfície do módulo e a queda de neve recente.
A qualidade do treinamento do pessoal de operação e manutenção do gerenciamento de operação e manutenção de usinas fotovoltaicas depende da habilidade e qualidade do pessoal de processo e manutenção. A tecnologia de geração de energia fotovoltaica é uma nova forma de utilização de energia. A maioria das equipes de gerenciamento de operação e manutenção das usinas de energia é relativamente jovem e carece de experiência e tecnologia em operação e manutenção fotovoltaica. Portanto, a unidade de operação e manutenção da usina deve fortalecer o treinamento profissional do pessoal de operação e manutenção. Durante a operação e manutenção de usinas fotovoltaicas, de acordo com as leis e regulamentos relevantes e as disposições do departamento de energia local, combinados com as regras e regulamentos de operação da usina, formular programas de treinamento que atendam às suas características e regras detalhadas, melhorar continuamente o nível técnico dos funcionários e fortalecer sua consciência de aprendizado e inovação. Ao mesmo tempo, deve ser dada atenção à divulgação técnica e à formação das unidades profissionais de subcontratação ou dos fabricantes de equipamentos. Existem muitas profissões e indústrias envolvidas na construção de usinas fotovoltaicas, e o projeto pré-projeto, a construção e o gerenciamento de operação e manutenção muitas vezes não são concluídos pela mesma empresa ou departamento. Portanto, a subcontratação profissional é necessária quando a usina é concluída e entregue à unidade de operação e manutenção. O fornecedor da unidade e do equipamento deve fazer a divulgação técnica à unidade de operação e manutenção e fornecer os serviços de treinamento necessários para garantir que o pessoal de operação e manutenção esteja familiarizado com o desempenho do sistema e do equipamento e domine os métodos de operação e manutenção.
2. Geração de energia fotovoltaica e análise de benefícios
2.1 Cálculo teórico da geração de energia
De acordo com as "Especificações de Projeto para Usinas Fotovoltaicas", a previsão da geração de energia das usinas fotovoltaicas deve ser calculada e determinada de acordo com os recursos de energia solar no local. Depois de considerar vários fatores, como projeto do sistema da usina fotovoltaica, layout do painel fotovoltaico e condições ambientais, a fórmula de cálculo é:
Na fórmula, EP é a geração de energia on-grid, kWh; HA é a irradiância solar total no plano horizontal, que é de 1412,55kWh/m² neste projeto; ES é a irradiância em condições padrão, com uma constante de 1kWh/m²; PAZ é o componente A capacidade de instalação é de 100000kWp neste projeto; K é o coeficiente de eficiência abrangente, que é 0,8. Portanto, a capacidade teórica de geração de energia da usina no primeiro ano deste projeto é
Devido ao envelhecimento do material primário e à radiação ultravioleta, a potência dos módulos fotovoltaicos diminuirá ano a ano durante o uso. A taxa de atenuação de energia dos módulos utilizados neste projeto é de 2,5% no primeiro ano, 0,7% em cada ano após o primeiro ano, 8,8% em 10 anos e 19,3% em 25 anos. Portanto, a vida útil do sistema é calculada em 25 anos, e a Tabela 2 é o resultado do cálculo da geração de energia de 25 anos do projeto.
De acordo com a análise, a geração total acumulada de energia do projeto em 25 anos é de 2.517,16 milhões de kWh, a geração média anual de energia em 25 anos é de 100,69 milhões de kWh e a geração anual de energia por watt de capacidade instalada é de cerca de 1.007 kWh.
2.2 Análise de benefícios
A usina está localizada na província de Yanbian, província de Jilin. De acordo com o "Aviso da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma sobre a Política de Preços de Projetos de Geração de Energia Fotovoltaica em 2018" (Regulamento de Preços Fa Gai [2017] No. 2196), a usina fotovoltaica colocada em operação após 1º de janeiro de 2018, Os preços de referência da eletricidade na rede para áreas de recursos Classe I, Classe II e Classe III são ajustados para 0,55 yuan / kWh, 0,65 yuan/kWh e 0,75 yuan/kWh (impostos incluídos), respectivamente. Esta área é uma área de recursos de Classe II, e o preço de referência da eletricidade na rede para usinas fotovoltaicas é de 0,65 yuan/kWh. Ao mesmo tempo, de acordo com a "Proposta de Aceleração da Aplicação de Produtos Fotovoltaicos para Promover o Desenvolvimento Saudável da Indústria (nº 128)" da província de Jilin, a província de Jilin implementa uma política de subsídio de eletricidade para projetos de geração de energia fotovoltaica e, com base nos regulamentos nacionais, apoio adicional de 0,15 yuan/kWh. Portanto, a usina fotovoltaica pode desfrutar de um subsídio de 0,8 yuan/kWh.
A capacidade instalada da primeira fase do projeto é de 100 MW. De acordo com a estimativa de custo de 8 yuan/W, o investimento orçamentário inicial é de cerca de 800 milhões de yuans, e a aquisição real do projeto é de 790 milhões de yuans, o que é um pouco menor do que o investimento orçamentário anterior. Segundo estimativas, a geração média anual de energia do projeto é de 100.686.564 kWh. De acordo com a política, os subsídios podem ser obtidos a 0,8 yuan/kWh, e a receita média anual da taxa de eletricidade da usina fotovoltaica é de cerca de 80,549 milhões de yuans.
De acordo com a estimativa do investimento real, o projeto recuperará o custo em cerca de dez anos. A geração total de energia acumulada da usina em 25 anos é de 2,517 bilhões de kWh, e a receita total é de cerca de 2,014 bilhões de yuans. Durante a vida útil de 25 anos, o lucro deste projeto é de cerca de 1,224 bilhão de yuans. Ao mesmo tempo, o projeto pode realizar 14 milhões de yuans em impostos locais e 12 milhões de yuans em fundos de alívio da pobreza a cada ano, e 4.000 famílias pobres registradas podem ser retiradas da pobreza com sucesso, com um aumento médio anual de renda de 3.000 yuans.
Além disso, como a usina fotovoltaica consome menos energia e não emite poluentes como dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio para o ambiente externo, ela possui alto valor de proteção ambiental e benefícios sociais. A usina fotovoltaica gera uma média de quase 100 milhões de kWh por ano. De acordo com as regras de conversão relevantes, ele pode economizar 36247,16 t de carvão padrão todos os anos, o que significa reduzir a emissão de dióxido de carbono 100384,5 t, dióxido de enxofre 1188,1 t e óxidos de nitrogênio 432,9 t, e pode reduzir a geração de geração de energia térmica. Além disso, 27386,7 t de poeira economizaram quase 400 milhões de L de água purificada.
3. Resumo
Após o crescimento explosivo da indústria fotovoltaica nos últimos anos, o atraso na construção de redes elétricas em regiões individuais tornou-se cada vez mais proeminente. Juntamente com a aceleração da transformação industrial e modernização em meu país, a demanda nacional de eletricidade desacelerou. Como resultado, a redução da energia fotovoltaica ocorreu em vários lugares. Ao mesmo tempo, para atingir a meta de paridade da rede fotovoltaica, o preço de referência da eletricidade na rede para energia fotovoltaica entrou em um canal descendente. De acordo com o "Aviso da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma sobre a Política de Preços dos Projetos de Geração de Energia Fotovoltaica em 2018", o preço de referência da eletricidade na rede em 2018 foi reduzido em 0,1 em comparação com 2017. Yuan/kWh. Nesse contexto, as empresas fotovoltaicas enfrentarão uma pressão mais significativa para reduzir custos. Em contraste, as matérias-primas (como componentes, aço, etc.) e os custos de mão de obra necessários para construir usinas fotovoltaicas permanecem altos. Equilibrar a relação entre custos e benefícios é um problema complexo que a indústria fotovoltaica precisa pensar e resolver a seguir.
1. Classificação e composição das centrais solares fotovoltaicas
As usinas solares fotovoltaicas podem ser divididas em tipos independentes e conectadas à rede, dependendo se estão conectadas à rede pública. O tipo de sistema de geração de energia solar fotovoltaica precisa ser selecionado com base na demanda de fornecimento de energia de referência, e o sistema de geração de energia solar fotovoltaica mais razoável é estabelecido.
2. Pontos-chave da seleção do local para usinas solares fotovoltaicas
As usinas solares fotovoltaicas são distribuídas em todo o mundo. Na construção de centrais solares fotovoltaicas no meu país, deve ser dada atenção suficiente à selecção do local das centrais solares fotovoltaicas. Na seleção do local das usinas solares fotovoltaicas, as condições de luz precisam ser consideradas para garantir luz suficiente brilhando no painel solar para fornecer o efeito de geração de energia. A usina solar fotovoltaica está localizada em uma área com terreno plano. Portanto, não é propenso a desastres naturais para evitar o impacto severo de desastres naturais no equipamento da usina solar fotovoltaica. Evite grandes números ou edifícios ao redor do local da usina solar fotovoltaica que sombreiem a usina solar fotovoltaica e afetem a iluminação da usina solar fotovoltaica.
3. Pontos de projeto do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
Ao projetar um sistema de geração de energia solar fotovoltaica, ele se concentra principalmente na capacidade do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, na seleção de equipamentos eletrônicos de potência no sistema de geração de energia solar fotovoltaica e no projeto e cálculo de instalações auxiliares. Entre eles, o projeto de capacidade visa principalmente a capacidade dos componentes da bateria e baterias no sistema de geração de energia solar fotovoltaica. O foco é garantir que a eletricidade armazenada nas baterias possa atender aos requisitos de trabalho. Para a seleção e configuração dos componentes do sistema no sistema de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário garantir que o equipamento selecionado corresponda ao projeto de capacidade do sistema de geração de energia solar fotovoltaica para garantir que o sistema de geração de energia solar fotovoltaica possa funcionar normalmente.
4. Principais pontos de projeto de capacidade do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
Ao projetar a capacidade de um sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, a carga e as dimensões locais do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica devem ser listadas primeiro, e o tamanho da carga e o consumo de energia do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica devem ser determinados. Com base nisso, a capacidade da bateria do sistema de geração de energia solar fotovoltaica separado é selecionada. Em seguida, a corrente ideal dos diferentes sistemas de geração de energia solar fotovoltaica é determinada calculando a corrente de matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica. Em seguida, a tensão da matriz quadrada da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica é selecionada. Finalmente, a bateria do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica é determinada pela potência. Ao projetar a potência da matriz quadrada da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, o projeto da matriz quadrada da bateria solar do sistema separado de geração de energia solar fotovoltaica pode ser concluído de acordo com o princípio de aumento em série e retificação paralela.
5. Principais pontos de instalação do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica
5.1 Construção da fundação do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica
A base da matriz da bateria do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica deve ser feita de concreto. A altura do solo e o desvio horizontal do piso de concreto devem atender aos requisitos e especificações do projeto. A base da matriz da bateria deve ser fixada com chumbadores. O vazamento deve atender aos requisitos da especificação do projeto. Após o vazamento e fixação do concreto dos chumbadores, ele precisa ser curado por pelo menos cinco dias para garantir sua solidificação
Ao instalar o suporte solar do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, deve-se prestar atenção a: (1) O ângulo de azimute e o ângulo de inclinação da estrutura de matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica precisam atender aos requisitos do projeto. (2) Ao instalar o rack do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário prestar atenção à necessidade de controlar o nivelamento do fundo dentro da faixa de 3 mm/m. Quando o nivelamento excede a faixa permitida, uma buzina deve ser usada para nivelar. (3) A superfície da parte fixa do rack autônomo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica deve ser o mais plana possível para evitar danos às células. (4) Para a parte fixa do rack autônomo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, juntas anti-soltas devem ser instaladas para melhorar a confiabilidade de sua conexão. (5) Para o conjunto de células solares com o dispositivo de rastreamento solar no sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica, o dispositivo de rastreamento deve ser verificado regularmente para garantir seu desempenho de rastreamento solar. (6) Para o sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, o ângulo entre o rack e o solo pode ser fixado ou ajustado de acordo com as mudanças sazonais, de modo que o painel solar possa provavelmente aumentar a área de recepção e o tempo de iluminação da luz solar e melhorar a independência do painel solar—a eficiência de geração de energia do sistema de geração de energia solar fotovoltaica.
5.2 Pontos de instalação dos módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica
Ao instalar os módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, preste atenção a: (1) Ao instalar os módulos solares do sistema autônomo de geração de energia solar fotovoltaica, é necessário medir e verificar os parâmetros de cada componente primeiro para garantir que os parâmetros atendam aos requisitos do usuário para medir a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito do módulo solar. (2) Módulos solares com parâmetros de trabalho semelhantes precisam ser instalados na mesma matriz quadrada para melhorar a eficiência de geração de energia da matriz quadrada do sistema independente de geração de energia solar fotovoltaica. (3) Durante a instalação de painéis solares, etc., solavancos devem ser evitados para evitar danos aos painéis solares, etc. (4) Se o painel solar e a estrutura fixa não estiverem bem combinados, eles precisam ser nivelados com chapas de ferro para melhorar a estanqueidade da conexão entre os dois. (5) Ao instalar o painel solar, é necessário usar a instalação pré-fabricada na estrutura do painel solar para conexão. Ao conectar com parafusos, preste atenção ao aperto da conexão e preste atenção ao trabalho de relaxamento com antecedência de acordo com os padrões usados. (6) A posição do módulo solar instalado no rack deve ser a mais alta qualidade possível. A distância entre o módulo solar instalado no rack e o rack deve ser maior que 8 mm para melhorar a capacidade de dissipação de calor do módulo solar. (7) A caixa de junção do painel solar precisa ser protegida da chuva e geada para evitar danos causados pela chuva.
5.3 Principais pontos de conexão do cabo do sistema de geração de energia solar fotovoltaica
Ao colocar os cabos de conexão do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, preste atenção ao princípio de primeiro ao ar livre, depois interno, primeiro simples e depois complicado. Ao mesmo tempo, preste atenção ao seguinte ao colocar cabos: (1) Ao colocar cabos na borda afiada da parede e do suporte, preste atenção à proteção dos cabos. (2) Preste atenção à direção e fixação do cabo ao colocar o cabo e preste atenção ao aperto moderado do layout do cabo. (3) Preste atenção à proteção na junta do cabo para evitar oxidação ou queda na junta, o que afeta o efeito de conexão do cabo. (4) O alimentador e a linha de retorno do mesmo circuito devem ser torcidos juntos o máximo possível para evitar a influência da interferência eletromagnética do cabo no cabo.
5.4 Faça um excelente trabalho de proteção contra raios para sistemas de geração de energia solar fotovoltaica
Durante a instalação do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, deve-se prestar atenção à proteção contra raios e aterramento do sistema de geração de energia solar fotovoltaica. O cabo de aterramento do pára-raios deve ser mantido a uma certa distância do suporte do sistema de geração de energia solar fotovoltaica. Para a proteção contra raios do sistema de geração de energia solar fotovoltaica, dois métodos de proteção contra raios podem ser usados para instalar o pára-raios ou a linha de proteção contra raios para proteger a segurança do sistema de geração de energia solar fotovoltaica.
Epílogo
O desenvolvimento e a utilização da energia solar são o foco do desenvolvimento energético e até mesmo no futuro. Com base na análise da composição e características do sistema solar fotovoltaico, este trabalho analisa e expõe os pontos críticos do projeto e instalação do sistema solar fotovoltaico.