Astratt
Id-diskrepanza tal-modulu hija waħda mill-konġestjonijiet tekniċi ewlenin li jirrestrinġu t-titjib tal-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija tas-sistema fotovoltajka (PV). L-essenza tagħha hija l-"effett tal-barmil" ikkawżat minn kurrenti ta 'ħruġ inkonsistenti ta' moduli PV f'ċirkwit ta 'serje. Skont statistika mill-Programm tas-Sistemi tal-Enerġija Fotovoltajka tal-Aġenzija Internazzjonali tal-Enerġija (IEA) (PVPS), it-telf medju globali tal-ġenerazzjoni tal-enerġija minħabba nuqqas ta 'qbil fl-impjanti tal-enerġija PV jvarja minn 5% sa 15%, u jista' saħansitra jaqbeż l-20% f'impjanti b'terren kumpless jew tħaddim u manutenzjoni fqir. Fost dawn, id-differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni hija l-iktar kawża dominanti ta 'nuqqas ta' qbil f'xenarji ta 'installazzjoni kumplessi bħal żoni muntanjużi u soqfa, li jammontaw għal madwar 40% -60% tat-telf totali ta' nuqqas ta 'qbil.
1.Prinċipji Bażiċi u Mekkaniżmi Fiżiċi ta 'Maqbil ħażin tal-Modulu PV
1.1 Karatteristiċi elettriċi tal-Moduli PV
Il-karatteristiċi tal-output ta' modulu PV huma ddeterminati mill-kurva tal--vultaġġ (I-V) u l-kurva tal-vultaġġ tal--qawwa (P-V) tiegħu. Taħt Kundizzjonijiet Standard tat-Test (STC: irradjanza 1000W/m², temperatura taċ-ċellula 25 grad, spettru AM1.5), modulu wieħed għandu Punt ta' Enerġija Massimu (MPP) uniku.
Il-kurrent ta' ċirkwit qasir-(Isc) ta' modulu PV huwa bejn wieħed u ieħor proporzjonali għall-inċident tal-irradjanza solari fuq il-wiċċ taċ-ċellula, li hija l-bażi fiżika ewlenija għal nuqqas ta 'qbil kurrenti ikkawżat minn differenzi fl-angolu tal-inklinazzjoni. Il-formula hija espressa bħala:
Isc ≈ Isc_STC ×(G/GSTC)
Fejn:
• Isc: Kurrent attwali ta' short-circuit (A)
• Isc_STC: Kurrent ta' ċirkwit qasir-taħt kundizzjonijiet tat-test standard (A)
• G: Irradjanza inċidentali attwali (W/m²)
• G_STC: Irradjanza tat-test standard (1000W/m²)
Meta moduli multipli huma konnessi f'serje biex jiffurmaw spaga, skond il-Liġi Kurrenti ta' Kirchhoff,il-moduli kollha f'ċirkwit tas-serje għandhom joperaw bl-istess kurrent; filwaqt li l-vultaġġ totali tas-sekwenza hija ugwali għas-somma tal-vultaġġi operattivi ta 'kull modulu. Din il-karatteristika tiddetermina li s-sistemi tas-serje huma estremament sensittivi għad-differenzi attwali.
1.2 Mekkaniżmu Ewlieni tal-Fenomenu ta' Taqbil ħażin
L-"effett tal-kanna" (magħruf ukoll bħala "l-iktar rabta dgħajfa" jew "effett ta' konġestjoni") huwa analoġija perfetta għal dak li jiġri f'moduli PV konnessi f'serje-. Immaġina serje ta 'btieti konnessi f'katina, kull wieħed b'kapaċità differenti. L-ammont ta' ilma li jista' jgħaddi mis-sistema kollha huwa limitat mill-barmil bl-iżgħar kapaċità-irrispettivament minn kemm huma kbar l-oħrajn.
Fi string PV, il-moduli huma konnessi elettrikament f'serje, li jfisser li l-istess kurrent irid jgħaddi minnhom kollha. Il-modulu li jirċievi l-inqas irradjanza (minħabba angolu subottimali) se jiġġenera l-aktar kurrent baxx. Dan iġġiegħel li l-kurrent kollu tas-sekwenza jaqbel mal-iktar prestazzjoni baxxa, u b'hekk il-moduli ta'-prestazzjoni ogħla joperaw taħt il-potenzjal tagħhom. It-telf ta 'enerġija jista' jkun sostanzjali, jaqbeż bil-bosta s-somma sempliċi ta 'tnaqqis individwali.
2. Kawżi Ewlenin ta 'Maqlub ħażin tal-Modulu PV
Il-kawżi ta 'nuqqas ta' tqabbil tal-moduli huma kumplessi u diversi, u jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: nuqqas ta 'qbil konġenitali u nuqqas ta' qbil akkwistat.
2.1 Tqabbil Konġenitali: Differenzi fil-Parametri tal-Fabbrika
Anke moduli prodotti fl-istess lott għandhom differenzi ħfief fil-parametri tal-prestazzjoni elettrika tagħhom minħabba fatturi bħall-purità tal-materjal tas-semikondutturi u ċ-ċaqliq tal-proċess tal-produzzjoni. Il-manifatturi tal-moduli normalment iwettqu l-gradazzjoni tal-qawwa (binning) fuq il-moduli, iżda l-moduli fl-istess bin tal-enerġija xorta jista 'jkollhom differenzi kurrenti fi ħdan ± 2.5%.
It-telf ta 'nuqqas ta' qbil ikkawżat minn tali differenzi fil-parametri tal-fabbrika huwa ġeneralment 2% -3%, li huwa telf ta 'nuqqas ta' qbil bażiku li ma jistax jiġi evitat kompletament fis-sistemi PV kollha.
2.2 Tqabbil Akkwiżit: Ambjent Operattiv u Fatturi ta' Operazzjoni u Manutenzjoni
Din hija r-raġuni ewlenija għaliex it-telf attwali ta' nuqqas ta' qbil tas-sistema huwa ħafna akbar mill-valur bażiku, inkluż speċifikament:
• Angoli ta 'inklinazzjoni inkonsistenti u angoli ta' ażimut(se jiġi analizzat fil-fond hawn taħt)
• Id-diskrepanza tad-dell: Sfumatura fiss minn bini tal-madwar, siġar, muntanji, eċċ., U dell dinamiku minn sħab, għasafar, eċċ.
• It-tlaqqigħ tal-ħmieġ u t-tixjiħ: Ħmieġ irregolari bħal trab, borra, ħmieġ tal-għasafar fuq il-wiċċ tal-modulu, u differenzi fir-rati tat-tixjiħ wara tħaddim fit-tul-
• Tqabbil fit-temperatura: Temperaturi irregolari kkawżati minn kundizzjonijiet differenti ta 'dissipazzjoni tas-sħana tal-moduli
3. -Mekkaniżmu fil-fond u Analiżi Kwantitattiva ta' Taqbil Nuqqas Ikkawżat minn Differenzi fl-Angolu tal-Mejjel
Id-diskrepanza tal-angolu tal-inklinazzjoni tirreferi għall-angoli tal-inklinazzjoni tal-installazzjoni inkonsistenti (l-angolu bejn il-pjan tal-modulu u l-pjan orizzontali) ta 'moduli differenti fl-istess spaga tas-serje, li jirriżultaw f'ammonti differenti ta' irradjanza solari riċevuta minn kull modulu, u b'hekk differenzi fil-kurrent tal-ħruġ. Dan huwa l-aktar tip ta 'nuqqas ta' qbil komuni u faċilment injorat f'sistemi PV muntanjużi u mqassma fuq il-bjut.
3.1 Raġunijiet ewlenin id-differenzi fl-angolu tal-installazzjoni jaggravaw dan:
• Varjazzjoni tal-Irradjanza: Modulu inklinat f'angolu differenti jaqbad inqas dawl tax-xemx dirett, speċjalment matul is-sigħat tal-quċċata. Pereżempju, fuq saqaf inklinat b'pitches li jvarjaw, moduli li jħarsu lejn in-Nofsinhar-f'inklinazzjoni ottimali jistgħu jaħdmu tajjeb, filwaqt li oħrajn f'angoli aktar baxxi jew wieqfa jagħmlu prestazzjoni baxxa.
• Impatt ta 'Kuljum u Staġjonali: L-angoli jaffettwaw mhux biss l-ogħla produzzjoni iżda l-prestazzjoni matul il-ġurnata. Inklinazzjonijiet mhux-uniformi jwasslu għal kurvi IV mhux imqabbla (karatteristiċi tal--kurrenti tal-vultaġġ), li jżidu t-telf ta' nuqqas ta' tqabbil.
• Taħlit ma' Fatturi Oħra: Id-differenzi fl-angoli jistgħu jaggravaw l-effetti tad-dell jew il-gradjenti tat-temperatura, peress li moduli angolati ħażin jistgħu jisħnu b'mod differenti.
3.2 Korrelazzjoni kwantitattiva bejn id-differenza fl-angolu tal-inklinazzjoni u l-kurrent tal-ħruġ tal-modulu
Nistgħu nikkwantifikaw ir-relazzjoni bejn id-differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni u d-differenza attwali billi nikkalkulaw b'mod preċiż l-irradjanza totali tal-pjan f'angoli differenti tal-inklinazzjoni. Filwaqt li l-Reġjun ta' latitudni ta' 30 grad N(il-Baċir tax-Xmara Yangtze fiċ-Ċina) bħala eżempju, it-tabella li ġejja turi l-irradjanza totali annwali u d-differenzi tal-kurrent ta' ċirkwit qasir -għal angoli ta 'inklinazzjoni ta' installazzjoni differenti relattiva għall-angolu ta 'inklinazzjoni ottimali (madwar 30 grad):
Angolu tal-Inklinazzjoni tal-Installazzjoni (grad) | Irradjanza Totali Annwali (kWh/m²) | Differenza ta' Irradjanza Relattiva għall-Angolu ta' Mejjel Ottimi (%) | Differenza tal-kurrent ta' ċirkwit qasir-(%) |
| 10 | 1285 | -12.3 | -12.3 |
| 15 | 1352 | -7.7 | -7.7 |
| 20 | 1401 | -4.4 | -4.4 |
| 25 | 1432 | -2.3 | -2.3 |
| 30 (Ottimal) | 1466 | 0 | 0 |
| 35 | 1451 | -1.0 | -1.0 |
| 40 | 1420 | -3.1 | -3.1 |
| 45 | 1373 | -6.3 | -6.3 |
| 50 | 1312 | -10.5 | -10.5 |
Konklużjonijiet Ewlenin:
1. Fir-reġjun tal-latitudni ta '30 grad N, għal kull devjazzjoni ta' 5 gradi mill-angolu ottimali tal-inklinazzjoni, l-irradjanza annwali tonqos b'madwar 2%-4%, li tikkorrispondi għal tnaqqis ta '2% -4% fil-kurrent ta' short-circuit.
2. Meta d-differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni tilħaq 20 grad (eż., 30 grad vs 10 grad), id-differenza kurrenti annwali tista 'taqbeż it-12%.
3. Id-differenzi kurrenti istantanji huma ħafna akbar mid-differenzi medji annwali. Pereżempju, f'nofsinhar fis-solstizju tas-sajf, l-angolu tal-altitudni solari huwa bejn wieħed u ieħor 83.5 grad, f'liema ħin l-irradjanza diretta riċevuta minn modulu b'angolu ta 'inklinazzjoni ta' 10 gradi hija madwar 15% ogħla minn dik riċevuta minn modulu b'angolu ta 'inklinazzjoni ta' 30 grad; filwaqt li f'nofsinhar fis-solstizju tax-xitwa, l-angolu tal-altitudni solari huwa bejn wieħed u ieħor 36.5 grad, u l-irradjanza diretta riċevuta minn modulu b'angolu ta 'inklinazzjoni ta' 10 gradi hija madwar 25% inqas minn dik riċevuta minn modulu b'angolu ta 'inklinazzjoni ta' 30 grad.
4. Tqabbil ta 'Soluzzjonijiet Mainstream għal Modulu Distatch
Immirati lejn il-problema ta 'nuqqas ta' tqabbil tal-moduli, ġew żviluppati diversi soluzzjonijiet fl-industrija, li l-idea ewlenija tagħha hija litkisser ir-restrizzjoni li "kurrenti tas-serje għandhom ikunu konsistenti"jewjimminimizzaw id-differenzi attwali.
4.1 Ottimizzazzjoni Speċjali tad-Disinn għall-Maqbil ħażin tal-Angolu tal-Mejjel
Din hija s-soluzzjoni l-aktar bażika u bl-inqas spejjeż-, u wkoll il-miżura li l-proġetti kollha għandhom jadottaw l-ewwel:
1. Implimenta b'mod strett il-prinċipju "l-istess angolu ta 'inklinazzjoni, l-istess spaga".: Din hija r-regola tad-deheb għall-prevenzjoni ta 'nuqqas ta' qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni. Moduli bl-istess angolu ta 'inklinazzjoni u angolu ta' ażimut għandhom ikunu konnessi f'serje fl-istess spaga, u moduli b'angoli/orjentazzjonijiet differenti ta 'inklinazzjoni m'għandhom qatt ikunu konnessi f'serje flimkien.
2. Raġonevolment tqassar it-tul tas-sekwenza: F'żoni b'differenzi kbar fl-angolu tal-inklinazzjoni, it-tqassir xieraq tat-tul tal-istring (minn 22-24 modulu għal 18-20 modulu) jista 'jnaqqas il-firxa tal-impatt ta' nuqqas ta 'qbil.
3. Itejb id-diviżjoni tal-kanal MPPT tal-inverter: Qabbad kordi minn żoni ta 'angolu ta' inklinazzjoni differenti għal kanali MPPT differenti, sabiex kull kanal MPPT isegwi biss il-punt tal-qawwa massima ta 'kordi bl-istess angolu ta' inklinazzjoni.
4.2 String Inverter: Invertituri Multi-MPPT
L-invertituri ċentrali tradizzjonali ġeneralment ikollhom biss 1-2 kanali MPPT, filwaqt li l-inverters moderni tal-istring huma ġeneralment mgħammra b'kanali MPPT indipendenti multipli (6-12 jew saħansitra aktar). Kull kanal MPPT jista 'jsegwi b'mod indipendenti l-punt tal-qawwa massima ta' kordi differenti, u b'hekk jillimita l-impatt ta 'nuqqas ta' tqabbil għal kanal MPPT wieħed.
Effett fuq nuqqas ta 'qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni: Jista 'jsolvi b'mod effettiv il-problema ta' nuqqas ta 'qbil bejn iż-żoni differenti tal-angolu tal-inklinazzjoni, iżda xorta ma jistax isolvi d-differenzi tal-angolu tal-inklinazzjoni fi ħdan kordi fl-istess żona.
4.3 Teknoloġija tal-Modulu-Level Power Electronics (MLPE).
Bħalissa din hija l-aktar soluzzjoni teknika effettiva biex tissolva n-nuqqas ta' qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni, prinċipalment inklużi l-ottimizzaturi tal-enerġija u l-mikroinverters:
1. Ottimizzatur tal-Enerġija
L-ottimizzaturi tal-enerġija huma installati fuq wara ta' kull modulu, li jikkorrispondu wieħed-għa-wieħed mal-moduli. Jista 'jaġġusta b'mod indipendenti l-vultaġġ operattiv u l-kurrent ta' kull modulu, u jagħmel kull modulu jaħdem fil-punt tal-qawwa massima tiegħu stess, u mbagħad joħroġ kurrent dirett għaċ-ċirkwit tas-serje.
Effett fuq nuqqas ta 'qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni: Jista 'jelimina kompletament in-nuqqas ta' qbil tal-kurrent ikkawżat minn kwalunkwe differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni fi ħdan is-sekwenza, li tippermetti lil kull modulu joħroġ il-kurrent massimu tiegħu. Dejta mkejla turi li f'impjanti tal-enerġija muntanjużi b'differenzi kbar fl-angolu tal-inklinazzjoni, l-użu ta 'ottimizzaturi tal-enerġija jista' jżid il-ġenerazzjoni tal-enerġija bi 15% -20%.
2. Mikroinverter
Il-mikroinverters huma installati direttament fuq in-naħa ta 'wara ta' kull modulu, u jikkonvertu l-output tal-kurrent dirett mill-modulu direttament f'kurrent alternanti, li mbagħad jiġi konness b'mod parallel mal-grilja. Kull modulu huwa unità indipendenti ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija, kompletament ħielsa mir-restrizzjonijiet kurrenti tas-serje.
Effett fuq nuqqas ta 'qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni: Issolvi kompletament il-problemi kollha ta 'nuqqas ta' qbil tal-angolu tal-inklinazzjoni, u kull modulu jista 'jaħdem b'mod indipendenti irrispettivament mid-differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni.
Il-kumpanija tagħna tista 'tipprovdi s-soluzzjonijiet u s-sistemi kompluti kollha msemmija hawn fuq. Jekk għandek bżonnhom, jekk jogħġbok ikkuntattjana!
Bl-avvanz kontinwu tat-teknoloġija PV, is-soluzzjonijiet għall-problema ta 'nuqqas ta' tqabbil tal-moduli huma wkoll kontinwament jinnovaw u jiżviluppaw:
1. Teknoloġija MLPE ta 'effiċjenza ogħla: L-effiċjenza tal-konverżjoni ta' ottimizzaturi tal-enerġija u mikroinvertituri ta'-ġenerazzjoni ġdida qabżet id-99%, b'konsum ta' enerġija awto-aktar imnaqqas u spejjeż li qed jonqsu kontinwament.
2. Teknoloġija tal-modulu intelliġenti: Jintegraw ottimizzaturi tal-enerġija jew mikroinverters b'moduli biex jiffurmaw moduli intelliġenti, jissimplifikaw il-proċess ta 'installazzjoni u jtejbu l-affidabbiltà tas-sistema.
3. Teknoloġija tewmin diġitali: L-użu tat-teknoloġija diġitali tewmin biex jinbena mudell virtwali tal-impjant tal-enerġija PV, jissimula b'mod preċiż telf ta 'nuqqas ta' tqabbil taħt kundizzjonijiet tax-xogħol differenti, u jirrealizza twissija bikrija u kontroll ottimali.
4. Teknoloġija ġdida tal-batterija: Bħal moduli shingled, nofs -moduli maqtugħin, moduli imqatta ', eċċ., inaqqsu l-impatt ta' dell u nuqqas ta 'qbil permezz ta' segmentazzjoni taċ-ċelluli u metodi ta 'konnessjoni ottimizzati. Per eżempju, nofs-moduli maqtugħin jistgħu jnaqqsu t-telf ta 'enerġija ikkawżat minn dell b'madwar 50%.
Id-diskrepanza tal-moduli hija fenomenu inevitabbli fis-sistemi PV,fosthom id-differenza fl-angolu tal-inklinazzjoni hija l-kawża ewlenija ta 'nuqqas ta' qbil f'xenarji ta 'installazzjoni kumplessi, u t-telf tal-ġenerazzjoni tal-enerġija li jirriżulta jista 'jilħaq aktar minn 15%. Id-differenzi tal-angolu tal-inklinazzjoni jwasslu direttament għal kurrenti inkonsistenti tal-ħruġ tal-moduli billi jaffettwaw l-ammont ta 'irradjanza solari riċevuta mill-moduli, u mbagħad jillimitaw il-ġenerazzjoni tal-enerġija tas-sekwenza kollha permezz tal- "effett tal-barmil" taċ-ċirkwit tas-serje.
Għal tipi differenti ta 'impjanti tal-enerġija PV, l-aktar soluzzjoni xierqa ta' diskrepanza għandha tintgħażel skont fatturi bħall-kundizzjonijiet tat-terren, id-daqs tad-differenza tal-angolu tal-inklinazzjoni, u l-baġit tal-investiment. Impjanti tal-enerġija immuntati fuq l-art-jistgħu jagħtu prijorità lil inverters multi-MPPT string; għal xenarji kumplessi bħal żoni muntanjużi u soqfa b'differenzi kbar fl-angolu tal-inklinazzjoni, it-teknoloġija tal-elettronika tal-qawwa tal-modulu-livell se ġġib titjib sinifikanti fil-ġenerazzjoni tal-enerġija u qligħ mill-investiment.
