DC/AC 전력비 설계 솔루션 가정용

태양광 발전소 시스템 설계에 있어서 태양광 모듈의 설치 용량과 인버터 정격 용량의 비율을 DC/AC 전력비,

이는 매우 중요한 설계변수이다. 2012년 발표된 '태양광 발전 시스템 효율기준'에서는 용량 비율을 1:1로 설계했지만, 조명 조건과 온도의 영향으로 태양광 모듈이 최대 효율에 도달하지 못하는 문제가 발생했다. 대부분의 경우 공칭 전력, 인버터는 기본적으로 모두 최대 용량 미만으로 작동하며 대부분의 시간은 용량을 낭비하는 단계에 있습니다.

2020년 10월 말 발표된 표준에서는 태양광 발전소의 용량 비율을 완전 자유화해 부품과 인버터의 최대 비율을 1.8:1에 달했다. 새로운 표준은 부품 및 인버터에 대한 국내 수요를 크게 증가시킬 것입니다. 이는 전기 비용을 절감하고 광전지 패리티 시대의 도래를 가속화할 수 있습니다.

본 논문에서는 산동의 분산형 태양광 발전 시스템을 예로 들어 태양광 모듈의 실제 출력 전력, 과잉 공급으로 인한 손실 비율 및 경제성의 관점에서 분석합니다.

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태양광 패널의 과잉 공급 추세

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현재 전 세계 태양광 발전소의 평균 과잉 공급은 120%에서 140% 사이입니다. 과잉 프로비저닝의 주된 이유는 PV 모듈이 실제 작동 중에 이상적인 피크 전력에 도달할 수 없기 때문입니다. 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.

1).방사선 강도가 부족함(겨울)

2). 주위 온도

3). 먼지 및 먼지 차단

4).태양광 모듈 방향은 하루 종일 최적이 아닙니다(추적 브래킷은 그다지 중요하지 않음).

5).태양광 모듈 감쇠: 첫해 3%, 이후 매년 0.7%

6) 태양광 모듈 스트링 내 및 스트링 간 매칭 손실

다양한 과잉 공급 비율에 따른 일일 발전 곡선

최근 몇 년 동안 태양광 발전 시스템의 과잉 공급 비율이 증가하는 추세를 보였습니다.

시스템 손실의 원인 외에도 최근 몇 년간 부품 가격의 추가 하락과 인버터 기술의 발전으로 인해 연결할 수 있는 스트링 수가 늘어나 과잉 프로비저닝이 더욱 경제적이 되었습니다. , 구성 요소의 과잉 공급은 전기 비용을 줄여 프로젝트의 내부 수익률을 향상시켜 프로젝트 투자의 위험 방지 능력을 높일 수 있습니다.

또한, 현 단계에서는 고출력 태양광 모듈이 태양광 산업 발전의 주요 추세가 되었으며, 이로 인해 구성 요소의 과잉 공급 가능성과 가정용 태양광 설치 용량이 더욱 증가할 가능성이 높아졌습니다.

위의 요인을 바탕으로 과잉 공급이 광전지 프로젝트 설계의 추세가 되었습니다.

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발전량 및 비용 분석

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소유자가 투자한 6kW 가정용 태양광 발전소를 예로 들면, 분산 시장에서 일반적으로 사용되는 LONGi 540W 모듈이 선택됩니다. 하루 평균 20kWh의 전력을 생산할 수 있으며, 연간 발전용량은 약 7,300kWh로 추산된다.

구성요소의 전기적 매개변수에 따르면 최대 작동점의 작동 전류는 13A입니다. 시장에서 주류 인버터 GoodWe GW6000-DNS-30을 선택하십시오. 이 인버터의 최대 입력 전류는 16A로 현재 시장에 적응할 수 있습니다. 고전류 부품. 산둥성 옌타이시의 광원 자원 연간 총 복사량의 30년 평균값을 기준으로 다양한 과대비율 비율을 갖는 다양한 시스템을 분석했습니다.

2.1 시스템 효율성

한편으로는 과잉 공급으로 인해 발전량은 증가하지만, 다른 한편으로는 DC 측의 태양광 모듈 수의 증가로 인해 태양광 스트링의 태양광 모듈 매칭 손실과 전력 손실이 발생합니다. DC 라인 증가로 최적의 용량 비율이 존재하므로 시스템의 효율성이 극대화됩니다. PVsyst 시뮬레이션 후, 6kVA 시스템의 다양한 용량 비율에서 시스템 효율을 얻을 수 있습니다. 아래 표에서 볼 수 있듯이 용량비가 1.1 정도일 때 시스템 효율이 최대에 도달하며, 이는 또한 이때 구성 요소의 활용률이 가장 높다는 것을 의미합니다.

다양한 용량 비율에 따른 시스템 효율 및 연간 발전량

2.2 발전량 및 수익

다양한 과잉 공급 비율에 따른 시스템 효율성과 20년 동안 모듈의 이론적 감쇠율에 따라 다양한 용량 공급 비율에 따른 연간 발전량을 얻을 수 있습니다. 전력망 전력 가격 0.395위안/kWh(산동성 탈황 석탄 기준 전력 가격)에 따라 연간 전력 판매 수익을 계산합니다. 계산 결과는 위의 표와 같습니다.

2.3 비용 분석

가정용 태양광 프로젝트 사용자가 가장 우려하는 부분은 비용입니다. 그 중 태양광 모듈 및 인버터는 주요 장비 재료이며 태양광 브래킷, 보호 장비 및 케이블과 같은 기타 보조 재료 및 프로젝트 설치 관련 비용입니다. 또한, 사용자는 태양광 발전소를 유지하는 데 드는 비용도 고려해야 합니다. 평균 유지관리비는 전체 투자비의 1~3% 정도를 차지한다. 전체 비용 중 태양광 모듈이 차지하는 비중은 약 50~60% 정도다. 위의 비용 지출 항목을 기준으로 현재 가정용 태양광 비용 단가는 대략 다음 표와 같습니다.

주거용 PV 시스템의 예상 비용

다양한 오버프로비저닝 비율로 인해 구성 요소, 브래킷, DC 케이블 및 설치 비용을 포함한 시스템 비용도 다양합니다. 위 표에 따르면, 아래 그림과 같이 다양한 과잉 프로비저닝 비율에 따른 비용을 계산할 수 있습니다.

다양한 오버프로비저닝 비율에 따른 시스템 비용, 이점 및 효율성

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증분 이익 분석

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위의 분석을 통해 과잉공급비율이 높아질수록 연간 발전량과 수익이 증가하지만 투자비용도 증가함을 알 수 있다. 또한, 위의 표를 보면 페어링 시 시스템 효율이 1.1배 더 우수하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 기술적인 관점에서는 1.1배의 과체중이 최적입니다.

그러나 투자자 입장에서는 기술적 관점에서 태양광 발전 시스템의 설계를 고려하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 또한, 과잉배분이 투자수익에 미치는 영향을 경제적 관점에서 분석할 필요가 있다.

위의 다양한 용량 비율에 따른 투자 비용과 발전 수입에 따라 20년간 시스템의 kWh 비용과 세전 내부 수익률을 계산할 수 있습니다.

서로 다른 오버프로비저닝 비율에 따른 LCOE 및 IRR

위 그림에서 알 수 있듯이, 용량 할당 비율이 작을 경우 용량 할당 비율이 높아질수록 시스템의 발전량과 수익이 증가하는데, 이때 증가된 수익으로 초과로 인한 추가 비용을 충당할 수 있다. 용량 비율이 너무 크면 추가되는 부분의 전력 제한이 점진적으로 증가하고 라인 손실이 증가하는 등의 요인으로 인해 시스템의 내부 수익률이 점차 감소합니다. 용량비율이 1.5일 때 시스템 투자의 내부수익률 IRR이 가장 크다. 따라서 경제적인 관점에서 볼 때 이 시스템의 최적 용량 비율은 1.5:1입니다.

위와 같은 방법을 통해 서로 다른 용량에 따른 시스템의 최적 용량 비율을 경제성 관점에서 계산하고 그 결과는 다음과 같다.

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발문

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산동의 태양광 자원 데이터를 사용하여 다양한 용량 비율 조건에서 손실된 후 인버터에 도달하는 태양광 모듈 출력의 전력을 계산합니다. 용량비율이 1.1일 때 시스템 손실이 가장 적고, 부품 가동률이 가장 높다. 그러나 경제적인 관점에서 보면 용량비율이 1.5일 때 태양광발전사업 수익이 가장 높다. . 태양광 발전 시스템을 설계할 때 기술적 요소에 따른 구성 요소의 활용률을 고려해야 할 뿐만 아니라 경제성도 프로젝트 설계의 핵심입니다.경제성 계산을 통해 8kW 시스템 1.3이 과잉 공급되었을 때 가장 경제적이고, 10kW 시스템 1.2가 과잉 공급되었을 때 가장 경제적이며, 15kW 시스템 1.2가 과잉 공급되었을 때 가장 경제적입니다. .

산업 및 상업 분야에서 동일한 방법을 경제적인 용량 비율 계산에 사용하면 시스템의 와트당 비용이 감소하므로 경제적으로 최적의 용량 비율이 더 높아집니다. 또한 시장 요인으로 인해 태양광 발전 시스템의 비용도 크게 달라질 수 있으며 이는 최적의 용량 비율 계산에도 큰 영향을 미칩니다. 이는 여러 국가에서 태양광 발전 시스템의 설계 용량 비율에 대한 제한을 발표하는 근본적인 이유이기도 합니다.