태양 광 산업의 급속한 발전으로 인해 초기 건축 광전지 발전소는 일반적으로 기술 제한 및 장비 노화로 인해 발전 효율이 낮습니다. 통계에 따르면, 2014 년 전 10 년 이상 운영되고 운영 된 발전소 규모는 19.5GW에 도달했습니다. 이들 발전소의 구성 요소 효율성은 일반적으로 17%미만으로 발전 효율성과 경제적 이점에 심각한 영향을 미칩니다.
우리는 하드웨어 리노베이션, 시스템 최적화 및 지능형 운영 및 유지 보수의 세 가지 차원에서 오래된 태양 광 발전소의 효율성을 향상시키기위한 특정 기술 솔루션을 깊이 분석 할 것입니다. 우리는 발전소 소유자를위한 실질적인 기술 리노베이션 가이드 라인을 제공하기 위해 자세한 매개 변수 비교 및 혜택 분석 표를 제공 할 것입니다.
오래된 태양 광 발전소의 현재 상황 및 문제 진단
초기 건축 광 발전소는 일반적으로 저전력 효율성과 높은 운영 및 유지 보수 비용의 문제에 직면했습니다. 산업 데이터에 따르면, 2014 년 이전에 출산하는 태양 광 발전 플랜트 모듈의 효율은 대부분 17%미만이며 현재 주류 모듈 효율 22-25%보다 훨씬 낮습니다. 이 발전소에는 주로 다음과 같은 문제가 있습니다.
장비 노화 문제
특히 유명합니다. 초기 발전소에서 사용되는 다결정 실리콘 모듈의 힘은 일반적으로 220-250 w 사이에 있었고, 현대 모듈의 힘은 550-720 w에 도달했으며, 상당한 차이가 있습니다. 구성 요소의 감쇠도 상당히 심각합니다. 산업 표준에 따르면, 25 년 수명 동안 다결정 실리콘 성분의 감쇠율은 20%이상이어야합니다.
그러나 실제 운영에서 초기 단계의 미성숙 한 재료 기술과 일부 제조업체는 이중 역 기간 동안 비용을 제어하기 위해 품질 표준을 낮추기 때문에 예상치 못한 핫스팟, 숨겨진 균열 및 백보드의 노화를 경험했습니다. 인버터 측면에서 초기 중앙 집중식 인버터는 주로 500kW를 사용했으며 단일 MPPT 만 장착했습니다. 추적 전압 범위는 좁았으며 최신 부품의 기술 요구 사항을 충족 할 수 없었습니다.
시스템 설계 결함
발전 효율을 제한합니다. 초기 광전지 발전소는 일반적으로 1 : 1 용량 비율로 설계되었으며, 현대 발전소는 일반적으로 1 : 1.1 이상의 용량 비율 설계를 채택합니다. 구성 요소 레이아웃 측면에서, 오래된 발전소는 종종 과학적 그림자 분석 및 간격 계산이 부족하여 배열 사이의 심각한 폐색 손실을 초래합니다. 케이블 선택은 또한 상대적으로 보수적이며, 라인 손실은 일반적으로 높으며 일부 발전소는 3%이상에 이르렀으며 업계의 이상적인 표준 1%를 훨씬 초과합니다.
구식 운영 및 유지 관리 관리
이것은 또 다른 주요 진통 점입니다. 대부분의 기존 발전소는 여전히 수동 검사 및 수동 유지 보수 모드를 사용하고 지능형 모니터링 시스템이 부족하며 장비의 실시간 작동 상태를 파악할 수 없으며 결함 응답 속도가 느리고 수리 시간이 길다 (MTTR).
청소 및 유지 보수는 주로 수동 노동에 의존합니다. 20MW 발전소의 경우 차량 당 4 명이있는 고압 워터 트럭 청소 모드를 사용하면 전체 청소 공정을 완료하는 데 약 15 일이 걸립니다. 이는 비효율적입니다.
위의 문제와 관련하여, 오래된 태양 광 발전소의 기술적 변화는 태양 광 산업의 전반적인 경쟁력을 향상시키는 핵심 조치가되었다. 과학적 평가 및 표적 리노베이션을 통해 발전을 크게 증가시킬 수있을뿐만 아니라 발전소의 수명도 연장 될 수 있으며 투자 수익률을 향상시킬 수 있습니다.
아래에서 특정 기술 솔루션은 하드웨어 변환, 시스템 최적화 및 지능형 운영 및 유지 보수의 세 가지 차원에서 자세히 설명합니다.
하드웨어 변환 계획 및 매개 변수 최적화
하드웨어 리노베이션은 주로 구성 요소 업데이트, 인버터 교체, 브래킷 조정 및 에너지 저장 설치를 포함하여 오래된 태양 광 발전소의 발전 효율을 향상시키는 가장 직접적이고 효과적인 방법입니다. 핵심 장비를 업그레이드하고 교체함으로써 시스템의 발전 용량 및 운영 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
구성 요소 업데이트 전략 및 선택 매개 변수
성분은 태양 광 발전소의 "심장"이며, 그 성능은 발전소의 전반적인 발전 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 10 년 넘게 운영 된 구형 발전소의 경우 구성 요소 업그레이드는 즉각적인 결과를 가져올 수 있습니다. 현재 시장에는 두 가지 주류 구성 요소 업데이트 솔루션이 있습니다.
전체 교체 계획
심각한 성분 노화가있는 발전소에 적합합니다 (감쇠 속도는 2 0%를 초과) 또는 넓은 균열 및 핫스팟의 넓은 영역. 570-720 wp의 전력, 22의 전환 효율을 포함한 전형적인 매개 변수, 4-25%, 온도 계수의 -0. 29%\/ 학위 및 연간 감쇠 속도 만 사용하여 새로운 구성 요소에 n 형 상단 또는 HJT 구성 요소를 사용하는 것이 좋습니다.
초기 다결정 성분 ({{{0}}의 연간 붕괴 속도와 비교하여 25 년 수명주기 내에 15-20% 더 많은 전기를 생성 할 수 있습니다. 그러나 총 대체 비용은 상대적으로 높습니다. 약 0. 7-0. 9 위안\/W이며, 원래 브래킷의 하중 기용 용량과 전기 시스템의 호환성을 종합적으로 고려해야합니다.
증분 용량 보충 계획
상태가 양호하지만 용량이 충분하지 않은 발전소에 적합합니다. 토지 사용을 증가시키지 않고 시스템 용량을 증가시키는 일반적인 접근법은 원래 1 : 1 용량 비율을 1 : 1로 증가시키는 것입니다. 1-1. 용량을 보충 할 때는 신규 및 기존 구성 요소의 호환성에주의를 기울여야합니다. "배럴 효과"를 피하기 위해 유사한 전압 매개 변수 (VMP, VOC)가있는 구성 요소를 선택하는 것이 좋습니다.
예를 들어, 원래 발전소는 38V의 VOC와 함께 구성 요소를 사용했으며 새로 추가 된 구성 요소는 36-40 v의 VOC 범위 내에서 제어하여 동일한 MPPT 회로 내에서 일관된 문자열 매개 변수를 보장해야합니다. 구성 요소 레이아웃은 세로로 설치 될 수 있으며, 그 음영 처리시 수평 레이아웃에 비해 전력 손실이 줄어 듭니다 (배터리 행을 차단할 때 구성 요소의 절반은 여전히 50% 전력 출력을 유지할 수 있습니다).
인버터 업그레이드 및 MPPT 최적화
인버터는 태양 광 시스템의 "뇌"이며, 전환 효율과 MPPT 성능은 발전에 직접적인 영향을 미칩니다. 초기 발전소는 종종 중앙 집중식 인버터를 사용했는데, 일반적으로 소수의 MPPT (단위당 1 개의 채널 만), 좁은 전압 범위 (예 : 450-820 v) 및 높은 시작 전압 (예 : 200V)과 같은 문제가있는 중앙 집중식 인버터를 사용했습니다. 최신 문자열 인버터에는 일반적으로 3-6 MPPTS가 장착되어 있으며 200-1000 v의 넓은 전압 범위와 80V의 시작 전압이 있으며, 이는 유효 일일 전력 시간을 1-2 시간으로 확장 할 수 있습니다.
인버터를 교체 할 때는 다음 매개 변수 일치를 고려하는 것이 중요합니다.
MPPT 전압 범위 :극한 온도에서 구성 요소의 작동 전압을 커버해야합니다. 일련의 20 540 W 구성 요소 (vmp =41. 65v)를 예로 들어, 단일 스트링 전압은 920V (VOC =49. 5V, 온도 계수 -0. 27%)에 도달 할 수 있습니다. 1000V.
용량 비율의 적응성 :수정 된 시스템의 용량 비율은 일반적으로 1로 증가합니다. 1-1. 2, 인버터는 전력 제한 손실을 피하기 위해 1.3 배 이상의 DC 과부하 용량을 가져야합니다.
야간 반응 전력 보상 :발전소는 그리드 전압 조절에 참여하고 새 인버터는 ± 0의 전력 계수 조정 범위로 야간 SVG 모드를 지원해야합니다. 9.
복잡한 지형이있는 발전소의 경우, 스트링 인버터를 사용하여 중앙 집중식 솔루션을 대체 할 수 있습니다. 10 500 kW 중앙 인버터를 150 110 kW 문자열 인버터로 대체하면서 50MW 발전소를 예로 들어 보자, 초기 투자는 약 5%증가하지만 지형 차이로 인한 현악 불일치 손실은 5%에서 1%미만으로 감소 할 수 있으며 연간 전력 생성은 {6}%로 증가 할 수 있습니다.
브래킷 조정 및 청소 시스템 리노베이션
브래킷 최적화는 발전 효율성을 향상시키기위한 비용 효율적인 솔루션입니다. 초기 발전지 지지대의 경사각은 대부분 고정되어 있었고 국소 위도를 완전히 고려하지 않았습니다 (최적의 경사각은 일반적으로 위도 ± 5도와 같습니다). 기울기 각도를 조정함으로써 연간 방사선 수신은 3-8%만큼 증가시킬 수 있습니다. 실제 운영에서는 Summer와 Winter의 발전 차이의 균형을 맞추기 위해 시뮬레이션에 전문 소프트웨어 (예 : PVSYST)를 사용해야합니다.
자동 청소 시스템
설치는 운영 및 유지 보수 비용을 크게 줄이고 발전 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 비교 데이터에 따르면 청소 후 오염 된 성분의 일일 발전 차이는 16%에 도달 할 수 있습니다. 전통적인 수동 청소 (차량 당 4 명)는 20MW 발전소를 완성하는 데 15 일이 걸리며 자동화 된 청소 차량 (차량 당 1 인)을 사용하면 6 일 밖에 걸리지 않아 인건비가 75%감소합니다. 부족한 수자원이있는 지역의 경우, 물이없는 청소 로봇을 설치하여 일주일에 한 번 청소할 수 있으며 약 2-3 연도의 투자 회수 기간이 있습니다.
에너지 저장 시스템 설치
전력 배급 문제를 해결하기위한 효과적인 솔루션. {{0}}% 용량으로 에너지 저장을 구성함으로써 (예 : 1 0 MW 발전소의 경우 2mWh와 같은) 전력 제한 중에 전력을 저장하고 피크 시간 동안 방출 될 수 있으며, 낭비 된 태양 에너지 속도가 줄어 듭니다. 리튬 철 포스페이트 배터리의 현재 비용은 0으로 줄어 들었습니다. 7-0. 9 위안\/WH, 2 개의 전하와 두 개의 배출 전략으로 내부 수익률은 2-3 백분율 포인트 만 증가 할 수 있습니다. 에너지 저장 시스템의 설계는 전하 방전 속도 (C- 속도) 선택에주의를 기울여야합니다. 일일 평균주기가있는 응용 프로그램의 경우 0. 25-0. 5C 구성이 수명 및 전력 요구 사항의 균형을 맞추기 위해 권장됩니다.
시스템 최적화 및 지능형 운영 및 유지 보수 솔루션
하드웨어 변환 완료, 시스템 수준 최적화 및 지능형 운영 및 유지 보수 시스템의 구성은 광전지 발전소의 발전 잠재력을 더욱 발휘할 수 있습니다. 이 단계의 주요 작업에는 용량 비율, 섀도우 관리 및 지능형 모니터링 시스템 구축이 포함됩니다. 이러한 측정을 통해 시스템의 전체 효율은 5-15%만으로 향상 될 수 있습니다.
용량 비율 및 제곱 형성의 최적화
용량 비율 최적화 (태양 광 모듈 용량 대 인버터 용량의 비율)는 시스템 활용 개선의 핵심입니다. 초기 광전지 발전소는 일반적으로 1 : 1 용량 비율 설계를 채택했으며, 현대 발전소는 일반적으로 1 : 1의 비율로 설계되었습니다. 1-1. 2. 용량 대 용량 비율을 높이면 인버터가 약한 햇빛이 약한 기간 동안에도 정격 전력으로 작동 할 수 있으므로 발전 시간 수가 증가 할 수 있습니다.
실제 엔지니어링 사례는 용량 비율을 1. 0에서 1.1로 증가 시키면 인버터가 최상의 조명 기간 동안 전체 하중 출력을 달성하고 시스템의 단일 전력 비용을 5-8%만큼 줄이고 1. ({6}} 백분율 포인트를 증가시킬 수 있습니다.
기술 혁신 계획의 경제 비교 분석
태양 광 발전소의 기술 혁신에 대한 경제적 평가는 투자 결정의 핵심 기초이며, 기술 성과 개선과 재무 수익 사이의 균형을 포괄적으로 고려해야합니다. 현재의 주류 태양 광 발전 플랜트 리노베이션 계획은 주로 세 가지 범주로 나뉘며 각 범주는 투자 척도, 발전 개선 효과 및 투자 회수 기간이 상당히 차이가 있으며 조건과 요구가 다른 발전소 프로젝트에 적합합니다.
리노베이션 계획을 최소화하십시오
가장 근본적인 기술 혁신 경로로서 주로 정기적 인 구성 요소 청소, 현장 식생 관리, 인버터 유지 보수 및 케이블 연결 검사와 같은 기본 작업이 포함됩니다. 이 유형의 제도의 단위 투자 비용은 일반적으로 0. 소규모 투자 규모와 즉각적인 결과로 인해 투자 투자 회수 기간은 일반적으로 1 년 이내이며 경우에 따라 비용은 6-8 개월 이내에도 회수 될 수 있습니다.
최소화 리노베이션 계획은 상대적으로 우수한 운영 조건과 짧은 남은 운영 기간 (예 : 5 년 미만) 또는 기타 리노베이션 계획을 구현하기 전에 과도기 조치로 특히 적합합니다. 실제 응용 분야에서 구성 요소 청소의 효과는 특히 중요합니다. 환경에 따라 정기적 인 청소는 5-15%만 발전 효율을 향상시킬 수 있지만 투자 비용은 0. 02-0. 05 Yuan\/w\/time입니다. 리노베이션을 최소화하면 발전소의 전반적인 성능이 크게 향상되지는 않지만 설계된 발전 수준을 유지하고 빠른 효율성 감소를 방지하는 데 중요한 역할을합니다.
중간 규모의 리노베이션 계획
이는 일반적으로 부분 구성 요소 교체 (예 : {{{{0}}% 교체, 스트링 인버터 업그레이드, 데이터 모니터링 시스템 설치, 브래킷 조정 및 용량 비율 최적화 및 기타 기술 측정을 포함하여 더 나은 기술 및 경제적 타당성을 가진 선택을 나타냅니다. 이 유형의 체계에 대한 단위 투자는 약 0. 5-0. 8 위안\/W이며, 이는 15-25%의 발전 증가를 가져올 수 있으며 투자 투자 회수 기간은 일반적으로 3-5 년입니다. 중간 규모의 리노베이션은 불균형 구성 요소 상태를 가진 발전소 프로젝트, 인버터 기술 (예 : 96%미만의 효율성을 가진 초기 중앙 집중식 인버터) 또는 누락 된 모니터링 시스템에 크게 지연되는 발전소 프로젝트에 적합합니다.
기술적, 경제적 인 관점에서, 인버터 업그레이드는 일반적 으로이 제도에서 가장 수익성있는 프로젝트입니다. 현대의 문자열 인버터는 98.5%이상의 효율성을 가질뿐만 아니라 문자열 수준 모니터링을 달성 할 수있어 2-3 백분율 포인트만큼 시스템 가용성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 일부 구성 요소를 대체하기 위해 최소한의 투자로 최대의 전력 생성 혜택을 얻기 위해 일부 구성 요소를 대체 할 수 있으며, 최소 투자로 최대 전력 생성 혜택을 얻기 위해 구성 요소의 심각한 감쇠 (예 : 20%를 초과하는 전력 감쇠와 같은) 또는 명백한 핫스팟으로 대체하는 것을 우선 순위를 정할 수 있습니다. 중간 규모의 리노베이션은 투자 규모와 성능 개선 사이의 균형을 잘 유지하여 5-10 년 동안 운영되고있는 대부분의 발전소에 이상적인 선택입니다.
포괄적 인 업그레이드 계획
그것은 모든 구성 요소를 고효율 모델로 대체하고 (예 : 다결정 실리콘에서 단일 계정 PERC 또는 Topcon으로의 업그레이드, 지원 시스템을 재 설계하고, 모든 인버터를 업데이트하고, 1에 대한 용량 비율을 최적화하고, 에너지 저장 시스템을 최적화하고, 기타 정보 시스템을 설치하고, 구성 및 지능 적 운영 및 구성을 구성하는 등 세 가지 경로 중에서 가장 철저한 기술 혁신 방법입니다. 포괄적 인 조치. 이러한 체계의 투자 척도는 약 1. 2-1. 에너지 저장이없는 8 위안\/W이며 2로 증가합니다. 0-2. 5 위안\/w 에너지 저장 시스템 (15% -20% 리튬 배터리)이지만, 이에 따라 전력 생성을 가져올 수 있습니다. 포괄적 인 업그레이드에 대한 투자 급여 기간은 상대적으로 길다. 일반적으로 5-7 연도는 부족한 토지 자원이 부족한 고품질 발전소, 그리드 전기 가격이 높거나 심각한 전력 제한, 특히 10 년이 넘는 클래스 I Light Resource 지역에 위치한 심각한 전력 제한에 적합합니다.
포괄적 인 업그레이드의 중요한 장점은 양면 구성 요소, 추적 브래킷, 지능형 운영 및 유지 보수와 같은 최신 기술 업적을 완전히 활용하여 발전 및 유지 보수 비용을 크게 줄이는 것 (30-50%에 의한 수동 검사 요구를 줄입니다. 또한 에너지 저장 시스템을 설치하면 초기 투자가 증가하지만 Peak Valley Arbitrage 및 Auxiliary Services와 같은 부가가치 모델을 통해 추가 수익을 창출 할 수 있습니다. 일부 시장 지향 전기 거래 지역에서 에너지 저장은 프로젝트의 전체 IRR을 2-3 백분율 포인트로 증가시킬 수 있습니다.