Fotovoltaïsche energie! 6 methoden voor het berekenen van de stroomopwekking van fotovoltaïsche centrales

Met de snelle ontwikkeling van nieuwe energie is fotovoltaïsche stroomopwekking overal aanwezig. Veel klanten willen weten hoe de stroomopwekking van fotovoltaïsche centrales wordt berekend. Vandaag ga ik dit voor je organiseren:

Na voltooiing van een fotovoltaïsche centrale is het schatten van de stroomopwekking een zeer belangrijke en noodzakelijke taak, die meestal gebaseerd is op verschillende factoren zoals de jaarlijkse zonnestraling ter plaatse en de stroomopwekkingsefficiëntie van het Guangfa-centrum!

• Theoretische berekeningsmethode

De theoretische stroomopwekking (E) van een fotovoltaïsche centrale kan worden berekend met de volgende formule:

 

E=Pr×H×PRE =Pr×H×PR

 

E: Stroomopwekking (kWh)

 

Pr: De nominale vermogen van het fotovoltaïsche systeem (kW), wat de totale vermogen van alle fotovoltaïsche modulen onder standaardtestomstandigheden (STC) is

 

H: Jaarlijkse gemiddelde zonnestraling (kWh/ ㎡ ), meestal uitgedrukt als dagelijkse straling vermenigvuldigd met 365 dagen

 

PR: Prestatieverhouding, wat de algemene efficiëntie van het systeem weergeeft, inclusief de efficiëntie van de fotovoltaïsche modulen, inverterefficiëntie, lijnverlies, etc.

 

Berekeningsstappen:

 

 

Bepaal het nominale vermogen Pr van het fotovoltaïsche systeem. Het nominale vermogen van het fotovoltaïsche systeem is de totale vermogen van de fotovoltaïsche modulen onder standaardtestomstandigheden (stralingssterkte van 1000 W/ ㎡ en temperatuur van 25 ℃ ). Als er 1000 modulen met een nominale vermogen van 300W zijn geïnstalleerd in het fotovoltaïsche elektriciteitscentrale, is de totale nominale vermogen Pr=1000 × 0,3kW=300kW

 

De jaarlijkse gemiddelde zonnestraling (H) kan worden verkregen via meteorologische gegevens, uitgedrukt in kWh/ ㎡ . Bijvoorbeeld, de jaarlijkse gemiddelde zonnestraling in een bepaald gebied is 1500 kWh/ ㎡ .

 

Het rekenkundige prestatiequotiënt (PR) is de algemene efficiëntie van een fotovoltaïsysteem, dat doorgaans varieert tussen 0,75 en 0,85. De berekening van PR neemt de volgende factoren in aanmerking: aannemend dat PR ingesteld wordt op 0,8

 

Efficiëntie van fotovoltaïsche module: ongeveer 15% tot 20%

 

Inverterefficiëntie: ongeveer 95% tot 98%

 

Andere verliezen zoals lijnverlies, stofoverdekking, temperatuurimpact, etc.

 

geef een voorbeeld:

 

Aannemende dat de parameters van een bepaald fotovoltaïscentraalstation als volgt zijn:

 

Gekoppelde vermogen van het fotovoltaïsysteem (Pr): 300 kW

 

Jaarlijks gemiddelde zonnestraling (H): 1500 kWh/ ㎡

 

Prestatiequotiënt (PR): 0,8

 

De jaarlijkse elektriciteitsopwekking (E) is:

 

E=300kW×1500kWh/m²×0,8 =360.000kWh

 

2. Methode van werkelijke meting

 

Het gebruik van werkelijke meetmethoden om de elektriciteitsopwekking van fotovoltaïcentrastationen te berekenen is een nauwkeurige methode om de systeemefficiëntie te garanderen. Deze methode kan de invloed van verschillende factoren op de elektriciteitsopwekking tijdens de werkelijke exploitatie evalueren. Meestal wordt de volgende data verzameld

 

Elektriciteitsmeter: wordt gebruikt om de totale stroomopwekking te meten.

 

Zonnewijzer: wordt gebruikt om het werkelijke hoeveelheid zonnestraling te meten.

 

Milieubemoningsapparatuur: inclusief sensoren voor temperatuur, luchtvochtigheid, windsnelheid, etc.

 

De berekeningformule is als volgt:

P (ti) - instantane vermogen op tijdstip P (ti) (kW)

 

△ t - Tijdinterval (uren)

 

3. Empirische schattingmethode

 

Deze methode schat het potentiële opwekvermogen van nieuw gebouwde fotovoltaïsche centrales door historische opwekgegevens van andere fotovoltaïsche centrales in dezelfde regio of onder vergelijkbare omstandigheden te analyseren, gecombineerd met lokale factoren zoals zonneschijnvoorwaarden en klimaatkenmerken. Deze methode baseert zich op voldoende historische gegevens en professionele ervaring, en de nauwkeurigheid hangt af van de relevantie en voldoening van de referentiegegevens.

4. Software simulatiemethode

 

De berekening van de stroomopwekking van fotovoltaïsche centrales kan worden uitgevoerd via software simulatie, een methode die veel wordt gebruikt in moderne fotovoltaïsche systeemontwerp en -analyse. Deze methode kan de stroomopwekking van fotovoltaïsche systemen voorspellen door zonnestraling, systeemonderdeelkenmerken en andere milieu factoren te simuleren met professionele software. Op dit moment zijn er voornamelijk PVSyst, HOMER, SAM (System Advisor Model), PV * SOL op de markt.

 

Algemene stappen

Systeemparameters invoeren

 

Fotovoltaïsche module parameters: inclusief module type, vermogen, efficiëntie, temperatuurcoëfficiënt, etc.

 

Omvormer parameters: inclusief efficiëntie, vermogen, ingangsspanningsbereik, etc.

 

Systeemindeling: inclusief de indeling, helling, azimuth, etc. van onderdelen.

 

Meteorologische gegevens invoeren

 

Gebruik lokale meteorologische gegevens, inclusief jaarlijks gemiddelde zonnestraling, temperatuur, luchtvochtigheid, wind snelheid, etc.

 

Deze gegevens kunnen doorgaans worden verkregen uit meteorologische databases of zonne-energie-assesseringbureaus.

 

Stel systeemverlies in

 

Systeemverliezen omvatten kabelverliezen, stofoverdekking, schaduweffecten, temperatuurinvloeden, enz.

 

Deze verliezen kunnen worden aangepast via standaardwaarden in de software of handmatig ingesteld volgens de werkelijke situatie.

 

Voer simulatie uit

 

Gebruik software om simulaties uit te voeren en het jaarlijkse elektriciteitsopbrengst van het systeem onder gegeven voorwaarden te berekenen.

 

De software genereert gedetailleerde opbrengstmeldingen en prestatieanalyse door de operatie van een dag of een jaar te simuleren.

 

Analyse resultaten

 

Analyseer simulatieresultaten en bekijk gedetailleerde gegevens zoals elektriciteitsopbrengst, prestatieverhouding en systeemverliezen.

 

Optimaliseer het systeemontwerp op basis van de resultaten, pas de componentenindeling aan, selecteer efficientere omvormers, etc.

 

Voorbeeld:

 

Stel we PVSyst-software gebruiken om een 1 MW fotovoltaïsche centrale te simuleren, dan zijn de stappen als volgt:

 

Voer de parameters van het fotovoltaïsche module en omvormer in: module vermogen: 300 W, module efficiëntie: 18%, omvormer efficiëntie: 97%

 

Voer meteorologische gegevens in: Jaarlijkse gemiddelde zonnestraling: 1600 kWh/ ㎡ , jaarlijkse gemiddelde temperatuur: 25 ℃

 

Stel systeemverlies in: kabelverlies: 2%, stofdekking: 3%

 

Voer simulatie uit: De software berekent het jaarlijkse stroomopwekken en prestatieverhouding.

 

Analyse resultaat: Op basis van het jaarverslag van elektriciteitsopwekking, aannemend dat het berekende jaarlijkse opgewekte vermogen 1.280.000 kWh bedraagt.

 

5. Bereken volgens de nationale norm GB/T50797-2012

 

De berekening van elektriciteitsopwekking volgens artikel 6.6 van de nationale norm "Ontwerprichtlijn voor fotovoltaïsche energiestations GB50797-2012" is weergegeven in de onderstaande schermafbeelding

 

6.6 Berekening van elektriciteitsopwekking

 

6.6.1 De voorspelling van de energieopbrengst van een fotovoltaïsche energiecentrale moet gebaseerd zijn op de zonne-energiebronnen van de locatie, en verschillende factoren zoals het ontwerp van het fotovoltaïsche systeem, de indeling van de fotovoltaïsche array en omgevingsomstandigheden moeten worden overwogen voordat de berekening en bepaling plaatsvinden.

 

6.6.2 Het aan het net gekoppelde elektriciteitsverbruik van fotovoltaïsche energiecentrales kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

 

E=HA ×  P _AZ /Es × K

 

In de formule:

H - totale zonnestraling op het horizontale vlak (kW · h/m2, piektijden);

 

E _P  —Netstroomopbrengst (kW · h);

 

E _S — I straling onder standaardomstandigheden (constante=1kW · h/m2);

 

P _AZ —C installatiecapaciteit van componenten (kWp);

 

K —C algemeen efficiëntiecoëfficiënt. De algemene efficiëntiecoëfficiënt K omvat: correctiefactor voor fotovoltaïsche moduletype, correctiefactor voor inclinatiehoek en azimuthhoek van het fotovoltaïsche array, beschikbaarheidsgraad van het fotovoltaïsche energieproductiesysteem, lichtgebruiksgraad, omzetterefficiëntie, verlies op de stroomverzamelingslijn, verhogingstransformatieverlies, officieel accountnummer voor correctie van oppervlaktevervuiling van fotovoltaïsche modulen, delingscoëfficiënt voor kennis over wind- en zonnepoweropslag, en correctiefactor voor conversieëfficiëntie van fotovoltaïsche modulen.

 

6. PV-module oppervlakte  - berekeningmethode voor straling

 

Ep=HA*S*K1*K2

 

HA - totale zonnestraling op schuine vlakken (kW. h/m ²)

 

S - Totale oppervlakte van componenten (m ²)

 

K1- Componentconversieratio

 

K2- Systeem Algemene Efficiëntie

 

De omvattende efficiëntiecoëfficiënt K2 is een correctiecoëfficiënt die rekening houdt met verschillende factoren, waaronder:

 

1) Energievermindering voor fabrieksstroom, lijnverliezen, etc.

 

De verliezen van de AC/DC distributieruimtes en transmissielijnen bedragen ongeveer 3% van de totale stroomopwekking, en de bijbehorende verminderingscorrectiefactor wordt vastgesteld op 97%.

 

2) Inverterkorting

 

De inverterefficiëntie ligt tussen 95% en 98%.

 

3) Verminderingscorrectie van temperatuurverliezen

 

De efficiëntie van fotovoltaïsche cellen varieert met de temperatuurwisselingen tijdens hun bedrijfsvoering. Wanneer hun temperatuur stijgt, neemt de opwek-efficiëntie van fotovoltaïsche modulen vaak af. Over het algemeen ligt het gemiddelde operatietemperatuurverlies tussen de 2 en 5%.

 

4) Andere verminderende factoren

 

Naast de bovenstaande factoren omvatten de factoren die invloed hebben op de stroomopwekking van fotovoltaïsche centrales ook de vermindering van onbruikbare zonnestralingverliezen en het effect van de nauwkeurigheid van maximum power point tracking, evenals andere onzekere factoren zoals netopname. De overeenkomstige reductiecorrectiefactor wordt vastgesteld op 95%.

 

Deze berekeningsmethode is een variatieformule van de eerste methode, toepasbaar op projecten met schuine installatie. Zodra de straling op de schuine vlakte bekend is (of geconverteerd op basis van de horizontale straling: schuine vlakstraling = horizontale vlakstraling / cos α),

 

Kan er nauwkeuriger data worden berekend.

 

Praktijkvoorbeeld berekening

 

Neem bijvoorbeeld het 1MWp dakproject in een bepaalde locatie. Het project gebruikt 4000 stuks van 250W PV-panelen met afmetingen van 1640 * 992mm, aangesloten op het net op een spanningsniveau van 10KV. De lokale zonne-straling is 5199 MJ • m-2, en de systeemefficiëntie wordt berekend op 80%.

 

Ten eerste moet de zonnestraling van MJ • m worden omgezet ^-2naar kWh • m ^-2, waarbij 1MJ=0.27778kWh. Vervolgens, op basis van de totale geïnstalleerde capaciteit van het systeem (1MWp), zonnestraling en systeemefficiëntie, kunnen we de jaarlijkse stroomopwekking schatten.

 

Zonnestraling omrekenen

 

5199MJ/cdtpm ^-2=5199 × 0.27778kWh/cdtp m ^-2

 

Bereken jaarlijkse stroomopwekking

 

Jaarlijkse stroomopwekking (kWh) = geïnstalleerde capaciteit (MWp) × zonnestraling (kWh \cdotpm ^-2) × 365 × systemefficiëntie

 

Daaronder valt de geïnstalleerde capaciteit van 1MWp en een systeemefficiëntie van 80%.

Laten we de berekeningen uitvoeren.

 

Neem bijvoorbeeld het 1MWp dak fotovoltaïsche project, met in aanmerking genomen de lokale zonnestraling van 5199 MJ • m ^-2en een systeemefficiëntie van 80%, is de theoretische jaarlijkse energieopbrengst van het project ongeveer 421 ,700 kWh.