Fotovoltaika! 6 metoda za izračun proizvodnje energije fotovoltaičkih elektrana

Sa brzim razvojem obnovljive energije, fotovoltaička elektroprivreda je postala uobičajena. Mnogi kupci žele da znaju kako se računa proizvodnja električne energije iz fotovoltaičkih elektrostanica. Danas ću vam to uraditi:

Nakon završetka izgradnje fotovoltaičke elektrostanice, procjena njezine proizvodnje električne energije je vrlo važna i neophodna posla, što obično zahtijeva izračun i analizu na osnovu različitih faktora, kao što su lokalna godišnja solarna radijacija i efikasnost proizvodnje Guangfa elektrostanice!

• Teorijska metoda računanja

Teorijsku proizvodnju električne energije (E) fotovoltaičke elektrostanice možemo izračunati pomoću sljedeće formule:

 

E=Pr×H×PRE =Pr×H×PR

 

E: Proizvodnja električne energije (kWh)

 

Pr: Nominalna snaga fotovoltaičkog sistema (kW), koja predstavlja ukupnu snagu svih fotovoltaičkih modula pod standardnim testnim uvjetima (STC)

 

H: Godišnje prosječno solarno zračenje (kWh/㎡), obično izraženo kao dnevno zračenje pomnoženo sa 365 dana

 

PR: Performansni omjer, koji predstavlja ukupnu učinkovitost sustava, uključujući učinkovitost fotovoltačkog modula, učinkovitost invertera, gubitke na linijama itd.

 

Koraci za izračunavanje:

 

 

Odredite nominalnu snagu Pr fotovoltačkog sustava. Nominalna snaga fotovoltačkog sustava je ukupna snaga fotovoltačkih modula pod standardnim testnim uvjetima (zračenje od 1000 W/㎡i temperatura od 25°C). Ako je u fotovoltačkoj elektrani instalirano 1000 modula s nominalnom snagom od 300W, ukupna nominalna snaga je Pr=1000 × 0,3kW=300kW

 

Prosječno godišnje zračenje Sunca (H) može se dobiti iz meteoroloških podataka, izraženo u kWh/㎡. Na primjer, prosječno godišnje zračenje u određenoj regiji iznosi 1500 kWh/㎡.

 

Izračunati performansni omjer (PR) predstavlja ukupnu učinkovitost fotovoltačkog sustava, obično raspon je od 0,75 do 0,85. Izračun PR uzima u obzir sljedeće čimbenike: pretpostavimo da je PR postavljen na 0,8

 

Učinkovitost fotovoltačkog modula: oko 15% do 20%

 

Efikasnost invertera: približno 95% do 98%

 

Ostale gube, kao što su gube na liniji, prašinska zatvarnica, uticaj temperature itd.

 

daj primer:

 

Pretpostavimo da su parametri određene fotovoltačke elektrane sljedeći:

 

Nominalna snaga fotovoltačkog sistema (Pr): 300 kW

 

Godišnje prosječno sunčeve zračenje (H): 1500 kWh/㎡

 

Performansni omjer (PR): 0.8

 

Godišnja proizvodnja struje (E) je:

 

E=300kW×1500kWh/m²×0.8 =360,000kWh

 

2. Metoda stvarne mjerenja

 

Korištenjem metode stvarnog mjerenja za izračun proizvodnje struje fotovoltačkih elektrocentrala, to je tačan način da se osigura performansa sustava. Ova metoda može procijeniti uticaj različitih faktora na proizvodnju tijekom stvarne operacije. Obično se prikupljaju sljedeći podaci

 

Električni energetski brojač: koristi se za mjerenje ukupne proizvodnje struje.

 

Sunčani radiometar: koristi se za mjerenje stvarnog iznosa sunčevog zračenja.

 

Oprema za monitoring okoline: uključujući senzore za temperaturu, vlажnost, brzinu vjetra itd.

 

Formula za izračun je sljedeća:

P (ti) - trenutna snaga u vremenskom trenutku P (ti) (kW)

 

△t - Vremenski interval (sati)

 

3. Empirijska metoda procjene

 

Ova metoda procjenjuje potencijalnu proizvodnju električne energije kod novogradjenih fotovoltačkih elektrocentrala analizirajući historijske podatke o proizvodnji električne energije drugih fotovoltačkih elektrocentala u istoj regiji ili u sličnim uvjetima, uz kombinovanje lokalnih čimbenika poput sunčevih uslova i klimatskih karakteristika. Ova metoda zavisi od dovoljnih historijskih podataka i profesionalnog iskustva, a preciznost ovisi o relevantnosti i dovoljnosti referentnih podataka.

4. Metoda softverske simulacije

 

Izračun proizvodnje električne energije fotovoltačkih elektrostanica može se izvršiti putem softverske simulacije, što je uobičajena metoda u savremenoj projektovanju i analizi fotovoltačkih sistema. Ova metoda može predvideti proizvodnju fotovoltačkih sistema simuliranjem solarnog zračenja, karakteristika komponenti sistema i drugih okolišnih čimbenika kroz profesionalni softver. Trenutno na tržištu postoje PVSyst, HOMER, SAM (System Advisor Model), PV * SOL.

 

Opšti koraci

Unesite parametre sistema

 

Parametri fotovoltačkog modula: uključujući vrstu modula, snagu, efikasnost, temperaturni koeficijent itd.

 

Parametri invertera: uključujući efikasnost, snagu, opseg ulaznog napona itd.

 

Raspored sistema: uključujući raspored, nagib, azimut komponenti itd.

 

Unesite meteorološke podatke

 

Koristite lokalne meteorološke podatke, uključujući godišnji prosjek solarnog zračenja, temperaturu, vlажnost, brzinu vjetra itd.

 

Ove podatke obično možete dobiti iz meteoroloških baza podataka ili agencija za procjenu solarnih resursa.

 

Postavi sistemski gubitak

 

Sistemski gubici uključuju gubitke na kablovima, prašinu na pločama, efekte senke, temperature i sl.

 

Ti gubici se mogu prilagoditi kroz zadane vrijednosti u softveru ili ručno postaviti prema stvarnoj situaciji.

 

Pokreni simulaciju

 

Koristite softver za pokretanje simulacija i izračunavanje godišnje proizvodnje sustava u zadanim uvjetima.

 

Softver će generirati detaljne izvještaje o proizvodnji i analizu performansi simulirajući rad jednog dana ili godine.

 

Rezultati analize

 

Analizirajte rezultate simulacije i pregledajte detaljne podatke poput proizvodnje, odnosa performansi i sistemskih gubica.

 

Optimizirajte dizajn sustava na temelju rezultata, prilagodite raspored komponenti, izaberite učinkovitije invertere itd.

 

Primjer:

 

Pretpostavimo da koristimo softver PVSyst za simuliranje 1 MW fotovoltačke elektrostanice, koraci su sljedeći:

 

Unesite parametre fotovoltačkog modula i invertera: snaga modula: 300 W, učinkovitost modula: 18%, učinkovitost invertera: 97%

 

Unesite meteorološke podatke: Godišnja prosječna solarna radijacija: 1600 kWh/㎡, godišnja prosječna temperatura: 25°C

 

Postavite gubitke sistema: gubitci kabla: 2%, prašina na pokrivaču: 3%

 

Pokrenite simulaciju: Softver izračunava godišnju proizvodnju struje i performansni omjer.

 

Rezultat analize: Na osnovu izvještaja o godišnjoj proizvodnji struje, pretpostavimo da je izračunata godišnja proizvodnja 1.280.000 kWh.

 

5. Izračunajte prema nacionalnom standardu GB/T50797-2012

 

Izračun proizvodnje struje prema članku 6.6 nacionalnog standarda "Pravilnik za dizajn fotovoltačkih elektrana GB50797-2012" prikazan je na slici ispod

 

6.6 Izračun proizvodnje struje

 

6.6.1 Predikcija proizvodnje energije fotonaponske elektrane trebala bi se temeljiti na resursima solarne energije lokacije, a različiti faktori kao što su dizajn sistema fotonaponske elektrane, raspored fotonaponskog niza i uslovi okoline trebaju se uzeti u obzir prije kalkulacije i određivanja.

 

6.6.2 Proizvodnja struje iz fotovoltačkih elektrocentrala povezanih s mrežom može se izračunati prema sljedećoj formuli:

 

E=HA× P_AZ/Es×K

 

U formuli:

H - ukupna solarna radijacija na horizontalnoj ravni (kW · h/m2, vrhunske sate);

 

E_P —Proizvodnja energije iz mreže (kW · h);

 

E_S— iradijanse pod standardnim uslovima (konstanta=1kW · h/m2);

 

P_AZ—Ckapacitet instalacije komponenti (kWp);

 

K—Ckoeficijent kompleksne učinkovitosti. Kompleksni koeficijent učinkovitosti K uključuje: korekcijski koeficijent za vrstu fotovoltačkog modula, korekcijski koeficijent za kut nagiba i azimut fotovoltačkog niza, stopu raspoloživosti fotovoltačkog elektroproizvodnog sistema, stopu korištenja svjetlosti, učinkovitost invertera, gubitke pri sakupljanju struje, gubitke transformatora povećanja napona, službeni račun za korekciju zagađenosti površine fotovoltačkog modula, koeficijent dijeljenja znanja o vjetru, sunčevom i čuvanju energije, i korekcijski koeficijent za konverziju fotovoltačkog modula.

 

6.PV modulPodručje -metoda izračuna radijanse

 

Ep=HA*S*K1*K2

 

HA - ukupna solarna radijanca na nagibnoj površini (kW. h/m ²)

 

S - Ukupna površina komponenti (m ²)

 

K1- Stopa konverzije komponenti

 

K2- Sistemski kompleksni koeficijent učinkovitosti

 

Koeficijent kompletnog efikasnosti K2 je popravni koeficijent koji uzima u obzir razne faktore, uključujući:

 

1) Smanjenje energije za fabričku elektricitet, gubitke na liniji itd.

 

Gubici u raspodjelnom sobama AC/DC i prijenosnim linijama iznose oko 3% ukupne proizvodnje elektrike, a odgovarajući popravni faktor smanjenja uzima se kao 97%.

 

2) Popust invertera

 

Efikasnost invertera nalazi se između 95% i 98%.

 

3) Smanjenje gubitaka zbog radne temperature

 

Efikasnost fotovoltačkih ćelija će se mijenjati s promjenom temperature tijekom njihove rada. Kada njihova temperatura poraste, efikasnost proizvodnje elektrike fotovoltačkih modula ima tendenciju da pada. Općenito govoreći, prosječni gubici zbog temperature su unutar 2 do 5%.

 

4) Ostali smanjeni faktori

 

Pored navedenih čimbenika, čimbenici koji utiču na proizvodnju električne energije fotovoltačkih elektrocentrala uključuju i smanjenje gubitaka neiskorišćenog solarnog zračenja, uticaj tačnosti praćenja maksimalne snage, kao i druge nesigurne čimbenike poput mrežnog apsorpcije. Odgovarajući faktor ispravke smanjenja uzet je za 95%.

 

Ova metoda računanja je varijacija prve metode, primjenjiva za projekte sa nagibnom instalacijom. Dovoljno je dobiti (ili pretvoriti na osnovu horizontalnog zračenja: zračenje na nagibnoj površini = horizontalno zračenje / cos α),

 

Može se izračunati preciznija podataka.

 

Praktičan primer računanja

 

Uzimajući u obzir 1MWp stropni projekt na određenoj lokaciji. Projekt koristi 4000komada250WPV pločasa dimenzijama 1640 * 992mm, priključen na mrežu na naponu od 10KV. Lokalna solarna radijacija iznosi 5199 MJ • m-2, a efikasnost sistema se računa na 80%.

 

Prvo je potrebno pretvoriti solarno zračenje iz MJ • m^-2do kWh • m^-2, kao što je 1MJ=0.27778kWh. Zatim, na osnovu ukupne montirane kapaciteta sistema (1MWp), solarnog zračenja i efikasnosti sistema, možemo procijeniti godišnju proizvodnju električne energije.

 

Pretvori solarno zračenje

 

5199MJ•m^-2=5199×0.27778kWh/m^-2

 

Izračunaj godišnju proizvodnju snage

 

Godišnja proizvodnja (kWh) = montirana kapacitet (MWp) × solarno zračenje (kWh • m^-2) × 365 ×efikasnost sistema

 

Međutim, montirana kapacitet iznosi 1MWp, a efikasnost sistema 80%.

Uradimo račune.

 

Uzevši u obzir 1MWp stanični fotovoltaički projekt, uz razmatranje lokalnog nivoa solarne radijacije od 5199 MJ • m^-2i efikasnost sistema od 80%, teoretska godišnja proizvodnja energije projekta je približno 421,700 kWh.