Fotovoltaik! 6 metode untuk menghitung produksi daya dari pembangkit listrik fotovoltaik

Dengan perkembangan pesat energi baru, pembangkitan tenaga surya fotovoltaik telah menjadi sangat umum. Banyak pelanggan ingin mengetahui bagaimana cara menghitung pembangkitan listrik dari pembangkit listrik fotovoltaik. Hari ini saya akan merangkumnya untuk Anda:

Setelah pembangunan stasiun photovoltaik selesai, memperkirakan pembangkitan listriknya merupakan tugas yang sangat penting dan diperlukan, yang biasanya memerlukan perhitungan dan analisis berdasarkan berbagai faktor seperti radiasi matahari tahunan setempat dan efisiensi pembangkitan listrik stasiun Guangfa!

• Metode perhitungan teoretis

Pembangkitan listrik teoretis (E) dari sebuah stasiun photovoltaik dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

 

E=Pr×H×PRE =Pr×H×PR

 

E: Pembangkitan listrik (kWh)

 

Pr: Daya terukur dari sistem fotovoltaik (kW), yang merupakan daya total semua modul fotovoltaik di bawah kondisi uji standar (STC)

 

H: Radiasi rata-rata tahunan matahari (kWh/ ㎡ ), biasanya dinyatakan sebagai radiasi harian dikalikan dengan 365 hari

 

PR: Rasio Kinerja, yang menunjukkan efisiensi keseluruhan sistem, termasuk efisiensi modul fotovoltaik, efisiensi inverter, kerugian jalur, dll

 

Langkah-langkah perhitungan:

 

 

Tentukan daya terukur Pr dari sistem fotovoltaik. Daya terukur sistem fotovoltaik adalah daya total modul fotovoltaik di bawah kondisi uji standar (radiasi 1000 W/ ㎡ dan suhu 25 ℃ ). Jika 1000 modul dengan daya terukur 300W dipasang di pembangkit listrik fotovoltaik, daya terukur total adalah Pr=1000 × 0.3kW=300kW

 

Radiasi matahari rata-rata tahunan (H) dapat diperoleh melalui data meteorologi, diukur dalam kWh/ ㎡ . Sebagai contoh, radiasi matahari rata-rata tahunan di suatu wilayah adalah 1500 kWh/ ㎡ .

 

Rasio kinerja komputasi (PR) adalah efisiensi keseluruhan dari sistem fotovoltaik, biasanya berkisar antara 0,75 hingga 0,85. Perhitungan PR mempertimbangkan faktor-faktor berikut: asumsikan PR diatur ke 0,8

 

Efisiensi modul fotovoltaik: sekitar 15% hingga 20%

 

Efisiensi inverter: sekitar 95% hingga 98%

 

Kerugian lain seperti kerugian jalur transmisi, penutup debu, dampak suhu, dll

 

berikan contoh:

 

Misalkan parameter dari sebuah pembangkit listrik fotovoltaik tertentu adalah sebagai berikut:

 

Daya ter rated sistem fotovoltaik (Pr): 300 kW

 

Radiasi rata-rata tahunan matahari (H): 1500 kWh/ ㎡

 

Rasio kinerja (PR): 0,8

 

Produksi listrik tahunan (E) adalah:

 

E=300kW×1500kWh/m²×0,8 =360.000kWh

 

2. Metode pengukuran aktual

 

Menggunakan metode pengukuran aktual untuk menghitung produksi listrik dari pembangkit listrik fotovoltaik adalah metode yang akurat untuk memastikan kinerja sistem. Metode ini dapat mengevaluasi dampak berbagai faktor pada produksi listrik selama operasi sebenarnya. Biasanya, data berikut dikumpulkan

 

Meter energi listrik: digunakan untuk mengukur total produksi daya.

 

Radiometer surya: digunakan untuk mengukur jumlah radiasi matahari yang sebenarnya.

 

Perangkat pemantau lingkungan: termasuk sensor untuk suhu, kelembapan, kecepatan angin, dll.

 

Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut:

P (ti) - daya sesaat pada titik waktu P (ti) (kW)

 

△ t - Interval waktu (jam)

 

3. Metode estimasi empiris

 

Metode ini memperkirakan potensi produksi daya dari pembangkit listrik fotovoltaik baru dengan menganalisis data historis produksi daya dari pembangkit listrik fotovoltaik lainnya di wilayah yang sama atau dalam kondisi serupa, dikombinasikan dengan faktor-faktor lokal seperti kondisi sinar matahari dan karakteristik iklim. Metode ini bergantung pada data historis yang cukup dan pengalaman profesional, serta akurasinya tergantung pada relevansi dan kelengkapan data referensi.

4. Metode simulasi perangkat lunak

 

Perhitungan produksi listrik dari pembangkit listrik fotovoltaik dapat dilakukan melalui simulasi perangkat lunak, yang merupakan metode yang umum digunakan dalam desain dan analisis sistem fotovoltaik modern. Metode ini dapat memprediksi produksi listrik sistem fotovoltaik dengan mensimulasikan radiasi matahari, karakteristik komponen sistem, dan faktor lingkungan lainnya melalui perangkat lunak profesional. Saat ini, terdapat beberapa perangkat lunak di pasaran seperti PVSyst, HOMER, SAM (System Advisor Model), PV * SOL.

 

Langkah-langkah umum

Masukkan parameter sistem

 

Parameter modul fotovoltaik: termasuk jenis modul, daya, efisiensi, koefisien suhu, dll.

 

Parameter inverter: termasuk efisiensi, daya, rentang tegangan input, dll.

 

Tata letak sistem: termasuk susunan, kemiringan, azimut, dll. dari komponen-komponennya.

 

Masukkan data meteorologi

 

Gunakan data meteorologi lokal, termasuk rata-rata tahunan radiasi matahari, suhu, kelembapan, kecepatan angin, dll.

 

Data ini biasanya dapat diperoleh dari basis data meteorologi atau lembaga penilaian sumber daya surya.

 

Atur kerugian sistem

 

Kerugian sistem mencakup kerugian kabel, tutup debu, efek bayangan, efek suhu, dll.

 

Kerugian-kerugian ini dapat disesuaikan melalui nilai default dalam perangkat lunak atau diatur secara manual sesuai dengan kondisi aktual.

 

Jalankan simulasi

 

Gunakan perangkat lunak untuk menjalankan simulasi dan menghitung produksi listrik tahunan sistem di bawah kondisi yang diberikan.

 

Perangkat lunak akan menghasilkan laporan rinci tentang produksi listrik dan analisis kinerja dengan mensimulasikan operasi selama sehari atau setahun.

 

Hasil analisis

 

Analisis hasil simulasi dan lihat data rinci seperti produksi listrik, rasio kinerja, dan kerugian sistem.

 

Optimalkan desain sistem berdasarkan hasil, sesuaikan tata letak komponen, pilih inverter yang lebih efisien, dll.

 

Contoh:

 

Misalkan kita menggunakan perangkat lunak PVSyst untuk mensimulasikan pembangkit listrik tenaga surya 1 MW, langkah-langkahnya sebagai berikut:

 

Masukkan parameter modul fotovoltaik dan inverter: daya modul: 300 W, efisiensi modul: 18%, efisiensi inverter: 97%

 

Masukkan data meteorologi: Rata-rata radiasi surya tahunan: 1600 kWh/ ㎡ , rata-rata suhu tahunan: 25 ℃

 

Tetapkan kerugian sistem: kerugian kabel: 2%, penutup debu: 3%

 

Jalankan simulasi: Perangkat lunak menghitung produksi listrik tahunan dan rasio kinerja.

 

Hasil analisis: Berdasarkan laporan produksi listrik tahunan, asumsikan produksi listrik tahunan yang dihitung adalah 1.280.000 kWh.

 

5. Hitung sesuai dengan standar Nasional GB/T50797-2012

 

Perhitungan produksi listrik berdasarkan Pasal 6.6 standar nasional "Kode Desain untuk Stasiun Listrik Fotovoltaik GB50797-2012" ditunjukkan pada tangkapan layar di bawah ini

 

6.6 Perhitungan produksi listrik

 

6.6.1 Prediksi pembangkitan daya dari sebuah pembangkit listrik fotovoltaik harus didasarkan pada sumber daya energi matahari di lokasi, dan berbagai faktor seperti desain sistem pembangkit listrik fotovoltaik, tata letak larik fotovoltaik, serta kondisi lingkungan harus dipertimbangkan sebelum perhitungan dan penentuan.

 

6.6.2 Listrik terhubung ke grid dari pembangkit listrik fotovoltaik dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

 

E=HA ×  P _AZ /Es × k

 

Dalam rumus:

H - total radiasi surya pada bidang horizontal (kW · h/m2, jam puncak);

 

E _P  —Pembangkitan listrik on-grid (kW · h);

 

E _S — Saya radiasi di bawah kondisi standar (konstan=1kW · h/m2);

 

P _AZ —C kapasitas pemasangan komponen (kWp);

 

k —C koefisien efisiensi komprehensif. Koefisien efisiensi komprehensif K mencakup: koefisien koreksi jenis modul fotovoltaik, koefisien koreksi sudut kemiringan dan sudut azimuth dari array fotovoltaik, tingkat ketersediaan sistem pembangkitan listrik fotovoltaik, tingkat pemanfaatan cahaya, efisiensi inverter, kerugian pada jalur pengumpulan daya, kerugian transformator peningkatan tegangan, nomor akun resmi untuk koefisien koreksi polusi permukaan modul fotovoltaik, koefisien berbagi pengetahuan tentang penyimpanan angin dan surya, dan koefisien koreksi efisiensi konversi modul fotovoltaik.

 

6. Modul PV Area  - metode perhitungan radiasi

 

Ep=HA*S*K1*K2

 

HA - radiasi matahari total pada permukaan miring (kW. h/m ²)

 

S - Luas total komponen (m ²)

 

K1- Tingkat Konversi Komponen

 

K2- Efisiensi Sistem Komprehensif

 

Koefisien efisiensi komprehensif K2 adalah koefisien koreksi yang mempertimbangkan berbagai faktor, termasuk:

 

1) Pengurangan energi untuk listrik pabrik, kerugian jalur, dll

 

Kerugian ruang distribusi AC/DC dan jalur transmisi mencakup sekitar 3% dari total produksi listrik, dan faktor koreksi pengurangan yang sesuai diambil sebagai 97%.

 

2) Diskon inverter

 

Efisiensi inverter berada antara 95% hingga 98%.

 

3) Pengurangan kerugian suhu operasi

 

Efisiensi sel fotovoltaik akan bervariasi sesuai dengan perubahan suhu selama operasi mereka. Ketika suhu mereka meningkat, efisiensi pembangkitan listrik modul fotovoltaik cenderung menurun. Secara umum, rata-rata kerugian suhu operasi berada dalam kisaran 2 hingga 5%.

 

4) Faktor lain yang berkurang

 

Selain faktor-faktor di atas, faktor yang memengaruhi pembangkitan listrik pada pembangkit listrik fotovoltaik juga mencakup pengurangan kerugian radiasi matahari yang tidak dapat digunakan dan dampak dari akurasi pelacakan titik daya maksimum, serta faktor-faktor tidak pasti lainnya seperti penyerapan jaringan. Faktor koreksi pengurangan yang sesuai diambil sebesar 95%.

 

Metode perhitungan ini adalah variasi rumus dari metode pertama, cocok untuk proyek dengan pemasangan miring. Selama iradian permukaan miring diperoleh (atau dikonversi berdasarkan iradian horizontal: iradian permukaan miring = iradian permukaan horizontal / cos α),

 

Data yang lebih akurat dapat dihitung.

 

Perhitungan kasus nyata

 

Dengan mengambil contoh proyek atap 1MWp di suatu lokasi. Proyek ini menggunakan 4000 unit 250W Panel PV dengan dimensi 1640 * 992mm, terhubung ke jaringan pada tingkat tegangan 10KV. Radiasi surya setempat adalah 5199 MJ • m-2, dan efisiensi sistem dihitung pada 80%.

 

Pertama-tama, perlu mengkonversi radiasi matahari dari MJ • m ^-2menjadi kWh • m ^-2, karena 1MJ=0.27778kWh. Selanjutnya, berdasarkan total kapasitas terpasang sistem (1MWp), radiasi matahari, dan efisiensi sistem, kita dapat memperkirakan produksi listrik tahunan.

 

Konversikan radiasi matahari

 

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

 

Hitung produksi listrik tahunan

 

Produksi listrik tahunan (kWh) = kapasitas terpasang (MWp) × radiasi matahari (kWh \cdotpm ^-2) × 365 × Efisiensi sistem

 

Di antaranya, kapasitas terpasang adalah 1MWp dan efisiensi sistem adalah 80%.

Mari kita lakukan perhitungan.

 

Mengambil contoh proyek fotovoltaik atap 1MWp, dengan mempertimbangkan radiasi matahari lokal sebesar 5199 MJ • m ^-2dengan efisiensi sistem 80%, pembangkitan listrik tahunan teoretis proyek ini sekitar 421 ,700 kWh.