Pérdida de la central eléctrica basada en la pérdida de absorción del conjunto fotovoltaico y la pérdida del inversor
Además del impacto de los factores de recursos, la producción de las centrales fotovoltaicas también se ve afectada por la pérdida de equipos de producción y operación. Cuanto mayor sea la pérdida de equipos de la central, menor será la generación de energía. Las pérdidas de equipos de una central fotovoltaica se clasifican principalmente en cuatro categorías: pérdida de absorción del conjunto fotovoltaico cuadrado, pérdida del inversor, pérdida de la línea de captación de energía y del transformador de caja, pérdida de la estación elevadora, etc.
(1) La pérdida de absorción del conjunto fotovoltaico es la pérdida de potencia del conjunto fotovoltaico a través de la caja combinadora hasta el extremo de entrada de CC del inversor, incluida la pérdida por falla del equipo del componente fotovoltaico, la pérdida de blindaje, la pérdida de ángulo, la pérdida del cable de CC y la pérdida de la rama de la caja combinadora;
(2) La pérdida del inversor se refiere a la pérdida de potencia causada por la conversión de CC a CA del inversor, incluida la pérdida de eficiencia de conversión del inversor y la pérdida de capacidad de seguimiento de potencia máxima del MPPT;
(3) La pérdida de la línea de recolección de energía y del transformador de caja son las pérdidas de energía desde el extremo de entrada de CA del inversor a través del transformador de caja hasta el medidor de energía de cada rama, incluyendo la pérdida de salida del inversor, la pérdida de conversión del transformador de caja y la pérdida de línea en planta;
(4) La pérdida de la estación amplificadora es la pérdida desde el medidor de potencia de cada ramal a través de la estación amplificadora hasta el medidor de acceso, incluida la pérdida del transformador principal, la pérdida del transformador de la estación, la pérdida del bus y otras pérdidas de línea dentro de la estación.
Tras analizar los datos de octubre de tres plantas fotovoltaicas con una eficiencia integral del 65% al 75% y una capacidad instalada de 20 MW, 30 MW y 50 MW, los resultados muestran que las pérdidas por absorción del conjunto fotovoltaico y las pérdidas del inversor son los principales factores que afectan la producción de la central. Entre ellos, el conjunto fotovoltaico presenta las mayores pérdidas por absorción, representando entre el 20% y el 30%, seguidas de las pérdidas del inversor, con un 2% a 4%, mientras que las pérdidas en la línea de captación de energía y el transformador de caja, así como en la estación de refuerzo, son relativamente pequeñas, representando un total aproximado del 2%.
Un análisis más detallado de la central fotovoltaica de 30 MW mencionada anteriormente indica que su inversión en construcción asciende a aproximadamente 400 millones de yuanes. La pérdida de energía de la central en octubre fue de 2.746.600 kWh, lo que representa el 34,8 % de la generación eléctrica teórica. Si se calcula a 1,0 yuanes por kilovatio-hora, la pérdida total en octubre fue de 4.119.900 yuanes, lo que tuvo un gran impacto en los beneficios económicos de la central.
Cómo reducir las pérdidas de una central fotovoltaica y aumentar la generación de energía
Entre los cuatro tipos de pérdidas en los equipos de las centrales fotovoltaicas, las pérdidas en la línea de captación y el transformador de caja, así como las de la estación de refuerzo, suelen estar estrechamente relacionadas con el rendimiento del propio equipo y son relativamente estables. Sin embargo, si el equipo falla, se producirá una pérdida de potencia considerable, por lo que es necesario garantizar su funcionamiento normal y estable. En el caso de los paneles fotovoltaicos y los inversores, las pérdidas pueden minimizarse mediante la construcción temprana y la operación y el mantenimiento posteriores. El análisis específico se presenta a continuación.
(1) Falla y pérdida de módulos fotovoltaicos y equipos de caja combinadora
Hay muchos equipos de plantas de energía fotovoltaica. La planta de energía fotovoltaica de 30 MW en el ejemplo anterior tiene 420 cajas de conexión, cada una de las cuales tiene 16 ramas (un total de 6720 ramas), y cada rama tiene 20 paneles (un total de 134 400 baterías) Tablero), la cantidad total de equipos es enorme. Cuanto mayor sea el número, mayor será la frecuencia de fallas del equipo y mayor la pérdida de energía. Los problemas comunes incluyen principalmente módulos fotovoltaicos quemados, fuego en la caja de conexiones, paneles de batería rotos, soldadura falsa de cables, fallas en el circuito de la rama de la caja de conexión, etc. Para reducir la pérdida de esta parte, por un lado, debemos fortalecer la aceptación de finalización y garantizar mediante métodos efectivos de inspección y aceptación. La calidad de los equipos de la central eléctrica está relacionada con la calidad, incluyendo la calidad del equipo de fábrica, la instalación y disposición del equipo que cumplen con los estándares de diseño, y la calidad de la construcción de la central eléctrica. Por otra parte, es necesario mejorar el nivel de operación inteligente de la central eléctrica y analizar los datos de operación a través de medios auxiliares inteligentes para descubrir a tiempo la fuente de falla, realizar resolución de problemas punto a punto, mejorar la eficiencia del trabajo del personal de operación y mantenimiento y reducir las pérdidas de la central eléctrica.
(2) Pérdida de sombreado
Debido a factores como el ángulo de instalación y la disposición de los módulos fotovoltaicos, algunos se bloquean, lo que afecta la potencia de salida del sistema fotovoltaico y provoca pérdidas de energía. Por lo tanto, durante el diseño y la construcción de la central eléctrica, es necesario evitar que los módulos fotovoltaicos queden a la sombra. Asimismo, para reducir el daño a los módulos fotovoltaicos causado por el fenómeno de punto caliente, se debe instalar una cantidad adecuada de diodos de derivación para dividir la cadena de baterías en varias partes, de modo que la tensión y la corriente de la cadena se pierdan proporcionalmente y así reducir la pérdida de electricidad.
(3) Pérdida de ángulo
El ángulo de inclinación del sistema fotovoltaico varía de 10° a 90° según el propósito, y generalmente se selecciona la latitud. La selección del ángulo afecta la intensidad de la radiación solar y, por otro lado, la generación de energía de los módulos fotovoltaicos se ve afectada por factores como el polvo, la nieve y la pérdida de energía causada por la nieve. Al mismo tiempo, el ángulo de los módulos fotovoltaicos se puede controlar mediante sistemas auxiliares inteligentes para adaptarse a los cambios de estación y clima, y maximizar la capacidad de generación de energía de la central.
(4) Pérdida del inversor
Las pérdidas del inversor se reflejan principalmente en dos aspectos: la pérdida causada por la eficiencia de conversión y la pérdida causada por la capacidad de seguimiento de potencia máxima del MPPT. Ambos aspectos están determinados por el rendimiento del propio inversor. La reducción de las pérdidas del inversor durante la operación y el mantenimiento posteriores es mínima. Por lo tanto, la selección de equipos en la etapa inicial de construcción de la central eléctrica está garantizada, y la pérdida se reduce seleccionando el inversor con mejor rendimiento. En la etapa posterior de operación y mantenimiento, los datos de funcionamiento del inversor se pueden recopilar y analizar de forma inteligente para facilitar la toma de decisiones en la selección de equipos para la nueva central eléctrica.
Del análisis anterior se desprende que las pérdidas ocasionarán grandes pérdidas en las centrales fotovoltaicas, por lo que es necesario mejorar la eficiencia general de la central reduciendo primero las pérdidas en áreas clave. Por un lado, se utilizan herramientas de aceptación eficaces para garantizar la calidad de los equipos y la construcción de la central; por otro, durante la operación y el mantenimiento de la central, es necesario utilizar medios auxiliares inteligentes para mejorar la producción y el nivel de operación de la central y aumentar la generación de energía.
Hora de publicación: 20 de diciembre de 2021
