फोटोवोल्टाइक! फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट की बिजली की उत्पादन की गणना करने के 6 तरीके

नई ऊर्जा के तेजी से विकास के साथ, फोटोवोल्टाइक पावर जनरेशन अब सर्वव्यापी हो गई है, कई ग्राहक जानना चाहते हैं कि फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट की जनरेशन कैसे गणना की जाती है। आज मैं आपके लिए यहाँ व्यवस्थित करने के लिए हूँ:

एक फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन के पूरा होने के बाद, उसकी बिजली की उत्पादन का अनुमान लगाना एक बहुत ही महत्वपूर्ण और आवश्यक कार्य है, जो आमतौर पर स्थानीय वार्षिक सौर विकिरण और ग्वांगफ़ा पावर स्टेशन की बिजली उत्पादन दक्षता जैसे विभिन्न कारकों पर आधारित गणना और विश्लेषण की आवश्यकता होती है!

• सैद्धांतिक गणना विधि

एक फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन की सैद्धांतिक बिजली उत्पादन (E) को निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

 

E=Pr×H×PRE =Pr×H×PR

 

E: बिजली उत्पादन (kWh)

 

Pr: फोटोवोल्टाइक प्रणाली की नामित शक्ति (kW), जो मानक परीक्षण प्रतिबंध (STC) के तहत सभी फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल की कुल शक्ति है

 

H: वार्षिक औसत सौर विकिरण (kWh/ ㎡ ), आमतौर पर दैनिक विकिरण को 365 दिनों से गुणा करके व्यक्त किया जाता है

 

PR: प्रदर्शन अनुपात, जो प्रणाली की समग्र दक्षता को दर्शाता है, जिसमें फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल दक्षता, इन्वर्टर दक्षता, लाइन हानि आदि शामिल हैं

 

गणना के चरण:

 

 

फोटोवोल्टाइक प्रणाली की नामित शक्ति Pr का निर्धारण करें। फोटोवोल्टाइक प्रणाली की नामित शक्ति मानक परीक्षण स्थितियों (1000 W/ की विकिरण और ㎡ और 25 ℃ ) के तहत फोटोवोल्टाइक मॉड्यूलों की कुल शक्ति है। यदि फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन में 1000 मॉड्यूल 300W की नामित शक्ति के साथ स्थापित हैं, तो कुल नामित शक्ति Pr = 1000 × 0.3kW = 300kW होगी

 

औसत वार्षिक सौर विकिरण (H) मौसमी डेटा के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, kWh/ में मापा जाता है ㎡ /। उदाहरण के लिए, किसी क्षेत्र में औसत वार्षिक सौर विकिरण 1500 kWh/ है ㎡ .

 

गणना अनुपात (PR) फोटोवोल्टाइक प्रणाली की कुल दक्षता है, जो आमतौर पर 0.75 से 0.85 के बीच होती है। PR की गणना में निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखा जाता है: मान लीजिए PR को 0.8 तय किया गया है

 

फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल दक्षता: लगभग 15% से 20%

 

इन्वर्टर दक्षता: लगभग 95% से 98%

 

अन्य हानियां जैसे लाइन हानि, धूल कवर, तापमान प्रभाव आदि

 

उदाहरण दें:

 

किसी विशेष फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन के पैरामीटर्स निम्नलिखित हैं:

 

फोटोवोल्टाइक सिस्टम की नामित शक्ति (Pr): 300 kW

 

वार्षिक औसत सौर विकिरण (H): 1500 kWh/ ㎡

 

प्रदर्शन अनुपात (PR): 0.8

 

वार्षिक बिजली का उत्पादन (E) है:

 

E=300kW×1500kWh/मी²×0.8 =360,000kWh

 

2. वास्तविक मापन विधि

 

फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट के बिजली उत्पादन की गणना करने के लिए वास्तविक मापन विधि का उपयोग सिस्टम के प्रदर्शन को यकीनन सुनिश्चित करने के लिए एक सटीक विधि है। यह विधि वास्तविक संचालन के दौरान बिजली उत्पादन पर विभिन्न कारकों के प्रभाव का मूल्यांकन कर सकती है। आमतौर पर, निम्नलिखित डेटा एकत्रित किया जाता है

 

बिजली मीटर: कुल बिजली उत्पादन को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

 

सौर रेडियोमीटर: वास्तविक सौर विकिरण की मात्रा को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

 

पर्यावरणीय निगरानी उपकरण: तापमान, आर्द्रता, हवा की गति आदि के लिए सेंसर शामिल हैं।

 

गणना सूत्र निम्नलिखित है:

P (ti) - समय बिंदु P (ti) पर क्षणिक शक्ति (kW)

 

△ t - समय अंतराल (घंटे)

 

3. अनुभवजन्य अनुमान विधि

 

यह विधि एक ही क्षेत्र में या अन्य समान परिस्थितियों में स्थित अन्य फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट के ऐतिहासिक ऊर्जा उत्पादन डेटा का विश्लेषण करके नए बनाए गए फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट के संभावित बिजली उत्पादन का अनुमान लगाती है, स्थानीय कारकों जैसे सूर्यप्रकाश की स्थिति और जलवायु विशेषताओं के साथ मिलाकर। यह विधि पर्याप्त ऐतिहासिक डेटा और पेशेवर अनुभव पर निर्भर करती है, और इसकी सटीकता रेफरेंस डेटा के संबंधितता और पर्याप्तता पर निर्भर करती है।

4. सॉफ्टवेयर सिमुलेशन विधि

 

फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट के बिजली उत्पादन की गणना सॉफ्टवेयर सिमुलेशन के माध्यम से की जा सकती है, जो आधुनिक फोटोवोल्टाइक प्रणाली डिज़ाइन और विश्लेषण में एक सामान्य विधि है। यह विधि पेशेवर सॉफ्टवेयर के माध्यम से सौर विकिरण, प्रणाली घटक विशेषताओं और अन्य पर्यावरणीय कारकों को सिमुलेट करके फोटोवोल्टाइक प्रणालियों के बिजली उत्पादन का अनुमान लगा सकती है। वर्तमान में, बाजार पर मुख्यतः PVSyst, HOMER, SAM (System Advisor Model), PV * SOL उपलब्ध हैं।

 

सामान्य कदम

सिस्टम पैरामीटर दर्ज करें

 

फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल पैरामीटर: मॉड्यूल प्रकार, शक्ति, कुशलता, तापमान गुणांक आदि शामिल हैं।

 

इन्वर्टर पैरामीटर: कुशलता, शक्ति, इनपुट वोल्टेज रेंज आदि शामिल हैं।

 

सिस्टम व्यवस्था: घटकों की व्यवस्था, झुकाव, अज़ीम्यूथ आदि शामिल हैं।

 

मौसमी डेटा दर्ज करें

 

स्थानीय मौसमी डेटा का उपयोग करें, जिसमें वार्षिक औसत सौर विकिरण, तापमान, आर्द्रता, हवा की गति आदि शामिल हैं।

 

ये डेटा सामान्यतः मौसमी डेटाबेस या सौर संसाधन मूल्यांकन एजेंसियों से प्राप्त किए जा सकते हैं।

 

सिस्टम हानि सेट करें

 

सिस्टम हानियां केबल हानियों, धूल कवच, छाया प्रभाव, तापमान प्रभाव आदि शामिल हैं।

 

ये हानियां सॉफ्टवेयर में डिफ़ॉल्ट मानों के माध्यम से समायोजित की जा सकती हैं या वास्तविक स्थिति के अनुसार हाथ से सेट की जा सकती हैं।

 

सिमुलेशन चलाएं

 

सॉफ्टवेयर का उपयोग करके सिमुलेशन चलाएं और दिए गए प्रतिबंधों में सिस्टम की वार्षिक बिजली उत्पादन की गणना करें।

 

सॉफ्टवेयर एक दिन या एक साल के संचालन की चलनी को सिमुलेट करके विस्तृत बिजली उत्पादन रिपोर्ट और प्रदर्शन विश्लेषण तैयार करेगी।

 

विश्लेषण परिणाम

 

सिमुलेशन परिणामों का विश्लेषण करें और बिजली उत्पादन, प्रदर्शन अनुपात और प्रणाली हानि जैसे विस्तृत डेटा को देखें।

 

परिणामों के आधार पर प्रणाली डिज़ाइन को अधिक अनुकूलित करें, घटकों की व्यवस्था को समायोजित करें, अधिक कुशल इन्वर्टर चुनें, आदि।

 

उदाहरण:

 

मान लीजिए हम PVSyst सॉफ्टवेयर का उपयोग 1 MW फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट के लिए सिमुलेशन करने के लिए कर रहे हैं, तो चरण इस प्रकार हैं:

 

फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल और इन्वर्टर पैरामीटर इनपुट करें: मॉड्यूल शक्ति: 300 W, मॉड्यूल कفاءत: 18%, इन्वर्टर कفاءत: 97%

 

मौसमी डेटा इनपुट करें: वार्षिक औसत सौर विकिरण: 1600 kWh/ ㎡ , वार्षिक औसत तापमान: 25 ℃

 

प्रणाली हानि सेट करें: केबल हानि: 2%, धूल कवर: 3%

 

सिमुलेशन चलाएं: सॉफ्टवेयर वार्षिक बिजली उत्पादन और प्रदर्शन अनुपात की गणना करती है।

 

विश्लेषण परिणाम: वार्षिक बिजली उत्पादन रिपोर्ट के आधार पर, मान लीजिए गणना किए गए वार्षिक बिजली उत्पादन 1,280,000 kWh है।

 

5. राष्ट्रीय मानक GB/T50797-2012 के अनुसार गणना करें

 

विद्युत संचालन की गणना राष्ट्रीय मानक 'फोटोवॉल्टिक पावर स्टेशन डिज़ाइन कोड GB50797-2012' के अनुच्छेद 6.6 के आधार पर नीचे दिए गए स्क्रीनशॉट में दिखाई गई है

 

6.6 विद्युत संचालन की गणना

 

6.6.1 एक फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन की बिजली उत्पादन की भविष्यवाणी स्थल के सौर ऊर्जा संसाधनों पर आधारित होनी चाहिए, और फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशन प्रणाली के डिज़ाइन, फोटोवोल्टाइक सरणी के व्यवस्थापन और पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे विभिन्न कारकों को गणना और निर्धारण से पहले मान्यता देनी चाहिए।

 

6.6.2 फोटोवॉल्टिक पावर प्लांट का ग्रिड-संबद्ध विद्युत निम्नलिखित सूत्र के अनुसार गणना की जा सकती है:

 

E=HA ×  प _AZ /Es × क

 

सूत्र में:

H - क्षैतिज समतल पर कुल सौर विकिरण (kW · h/मी², शिखर घंटे);

 

ई _प  —ग्रिड-पर बिजली उत्पादन (kW · h);

 

ई _एस — मैं मानक परिस्थितियों में विकिरण (नियतांक=1kW · h/मी²);

 

प _AZ —सी अपोनेंट स्थापित क्षमता (kWp);

 

क —सी व्यापक कार्यक्षमता गुणांक। व्यापक कार्यक्षमता गुणांक K में शामिल हैं: सौर पनल प्रकार का सहसंगत गुणांक, सौर सरणी के झुकाव और दिशा कोण का सहसंगत गुणांक, सौर ऊर्जा प्रणाली की उपलब्धता दर, प्रकाश उपयोगिता दर, इन्वर्टर की कार्यक्षमता, बिजली का संग्रहण लाइन का नुकसान, स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का नुकसान, सौर पनल सतह प्रदूषण सहसंगत गुणांक, वायु और सौर भंडारण ज्ञान साझा गुणांक, और सौर पनल रूपांतरण कार्यक्षमता का सहसंगत गुणांक।

 

6. पीवी मॉड्यूल क्षेत्र  - विकिरण गणना विधि

 

Ep=HA*S*K1*K2

 

HA - झुके हुए सतह पर कुल सौर विकिरण (kW. h/m ²)

 

S - घटकों का कुल क्षेत्रफल (m ²)

 

K1- घटक रूपांतरण दर

 

K2- प्रणाली की व्यापक कार्यक्षमता

 

व्यापक कार्यक्षमता गुणांक K2 एक सहसंगत गुणांक है जो विभिन्न कारकों को ध्यान में रखता है, जिसमें शामिल हैं:

 

1) कारखाने की बिजली, लाइन नुकसान आदि के लिए ऊर्जा कमी

 

एसी/डीसी वितरण कक्षों और परिवहन लाइनों के नुकसान कुल बिजली उत्पादन का लगभग 3% होते हैं, और संबंधित कमी का संशोधन गुणक 97% लिया जाता है।

 

2) इन्वर्टर छूट

 

इन्वर्टर की दक्षता 95% से 98% के बीच होती है।

 

4) कार्यात्मक तापमान की कमी की कमी

 

फोटोवोल्टाइक सेलों की दक्षता उनके कार्य के दौरान तापमान के परिवर्तन के साथ बदलती है। जब उनका तापमान बढ़ता है, फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल की बिजली उत्पादन दक्षता में कमी आने की प्रवृत्ति होती है। आम तौर पर, औसत कार्यात्मक तापमान की कमी 2% से 5% के भीतर होती है।

 

4) अन्य कारकों से कमी

 

उपरोक्त कारकों के अलावा, फोटोवोल्टाइक विद्युत संयंत्रों की बिजली उत्पादन पर प्रभाव डालने वाले कारक अव्यवहार्य सौर विकिरण की कमी और अधिकतम बिजली बिंदु ट्रैकिंग की सटीकता का प्रभाव भी शामिल हैं, और अन्य अनिश्चित कारक जैसे जाल की अवशोषण क्षमता। संबंधित कमी का संशोधन गुणक 95% लिया जाता है।

 

यह गणना विधि पहली विधि का एक परिवर्तन सूत्र है, झुके हुए स्थापना वाले परियोजनाओं के लिए लागू होती है। जब तक कि झुकी हुई सतह पर प्रकाश प्राप्त (या क्षैतिज प्रकाश पर आधारित रूपांतरित: झुकी हुई सतह प्रकाश = क्षैतिज सतह प्रकाश/cos α) नहीं होती है,

 

अधिक सटीक डेटा की गणना की जा सकती है।

 

वास्तविक मामला गणना

 

किसी स्थान के 1MWp छत पर परियोजना का उदाहरण लेते हैं। परियोजना में 4000 पीस 250W सौर पैनल 1640 * 992mm की आयाम से, 10KV के वोल्टेज स्तर पर ग्रिड से जुड़ा हुआ है। स्थानीय सौर विकिरण 5199 MJ • m-2 है, और प्रणाली की दक्षता 80% के रूप में गणना की जाती है।

 

पहले, सौर विकिरण को MJ • m से परिवर्तित करना आवश्यक है ^-2kWh • m से ^-2, क्योंकि 1MJ=0.27778kWh। अगले में, प्रणाली की कुल स्थापित क्षमता (1MWp), सौर विकिरण और प्रणाली की दक्षता के आधार पर, हम वार्षिक बिजली की उत्पादन का अनुमान लगा सकते हैं।

 

सौर विकिरण का परिवर्तन

 

5199MH/cdotpm ^-2=5199 × 0.27778kWh/codtp m ^-2

 

वार्षिक बिजली की उत्पादन की गणना

 

वार्षिक बिजली की उत्पादन (kWh)=स्थापित क्षमता (MWp) × सौर विकिरण (kWh \ cdotpm ^-2) × 365 × प्रणाली की दक्षता

 

इनमें से, स्थापित क्षमता 1MWp है और प्रणाली की दक्षता 80% है।

चलिए गणना करते हैं।

 

1MWp छत पर स्थापित प्रोजेक्ट के उदाहरण को लेते हुए, स्थानीय सौर विकिरण को 5199 MJ • m तक पहुंचाने पर ^-2और 80% की प्रणाली दक्षता के साथ, परियोजना का सैद्धांतिक वार्षिक बिजली उत्पादन लगभग 421 है ,700 किलोवाट-घंटा।