Vpliv senčenja na fotovoltaične nize: Kako zmanjšati izgubo
Kvantificirajte izgube fotonapetostnega senčenja in obvladajte strategije ublažitve z zasnovami polovičnih-celic, dinamičnim sledenjem MPPT in MLPE za komunalne in C&I projekte.
Mehanika izgube neusklajenosti v zasenčenih PV nizih
Delno senčenje na fotovoltaičnem (PV) nizu uvaja lokalizirana ozka grla, ki resno vplivajo na skupni izkoristek niza. Ko posamezna celica v zaporedno{1}}povezanem nizu doživi zmanjšanje obsevanja-bodisi zaradi strukturnih ovir, prahu ali oblakov-njen ustvarjeni fototok sorazmerno upade:
Ker si celice v nizu delijo enakomeren delovni tok, postane osenčena celica obratno-naravnana. Ne-zasenčene celice silijo tok skozi omejeno celico, kar sproži disipacijo moči v obliki toplote:
To odvajanje energije povzroči nastanek vročih točk, morebitno degradacijo ovojnine EVA in toplotne obremenitve, ki ogrožajo dolgo življenjsko dobo modula. Poleg fizične degradacije delno senčenje spremeni karakteristični krivulji I-V in P-V niza. Namesto ene same globalne največje moči (GMPP) senčenje ustvari več lokalnih najvišjih točk (LMPP). Standardni algoritmi za sledenje maksimalne moči (MPPT) se pogosto ujamejo v LMPP, kar povzroči letne izgube donosa od 10 % do več kot 30 %, odvisno od postavitve niza in vdelane programske opreme za nadzor pretvornika.
Strukturne in vezne ublažitve: obvodne diode v primerjavi z modulsko-napajalno elektroniko
Za zmanjšanje izgube električne energije fotonapetostne konstrukcije uporabljajo notranje obvodne diode, pol-zrezane celične arhitekture in zunanjo modularno -napajalno elektroniko (MLPE).
Tradicionalni moduli delijo celice polne-velikosti v tri zaporedne podnize, od katerih je vsak zaščiten s Schottkyjevo obvodno diodo. Ko senčenje zniža tok podniza pod delovni tok niza, postane dioda usmerjena naprej-in obide ta določen odsek. Medtem ko to preprečuje resne vroče točke, pade izhodno napetost modula za 33 % na aktivno diodo.
Tehnologija pol{0}}rezanih celic spremeni to dinamiko tako, da razdeli modul na dva vzporedna dvojna dela. Pri delovanju s polovico nižjega toka ($I/2$) se notranje uporovne izgube ($I^2R$) zmanjšajo za 75 %. V kombinaciji z razdeli-razvodnimi dozami senčenje na zgornji polovici navpičnega modula pusti spodnjo polovico delovati s 100-odstotno zmogljivostjo.
|
Parameter/Funkcija |
Standardni polni-celični modul |
Modul-Cut Cell |
Modul-Level Optimizer (MLPE) |
|
Postavitev vezja |
60/72 celic v seriji |
120/144 pol-celic (2 vzporedna pod-niza) |
Pretvornik-DC-DC na ravni modula |
|
Število obvodnih diod |
3 Schottky diode |
3 Schottky diode (razdeljena škatla J-) |
Integriran v vezje optimizatorja |
|
Zmanjšanje izgube senčenja |
Podniz brez povezave (33–100 % izgube na ploščo) |
Delni izpis je ohranjen (50 % izpis na navpičnem senčniku) |
Neodvisno ujemanje impedance (0 % prelivanja neusklajenosti) |
|
Notranja izguba električne energije (I2R) |
Izhodišče (I2R) |
Znižano za 75 % (I/2)2R |
Minimalna inkrementalna izguba pretvorbe DC (~0,5 %) |
|
Vpliv CAPEX |
Izhodišče |
Zelo nizko (+2% do +5% na vat) |
Zmerno (+10% do +18% na vat) |
|
Vpliv LCOE |
Izhodišče |
1,5 % - 3.0 % znižanje |
3,5 % - 6.0 % zmanjšanje kompleksnega odtenka |
Napredna optimizacija polja in vpliv LCOE
Sodobno inženirstvo nizov združuje algoritme dinamičnega sledenja MPPT s strateško fizično postavitvijo za ohranjanje izravnanih stroškov električne energije (LCOE).
Dinamični algoritmi sledenja MPPT
Standardni algoritmi motenj-in-opazovanja (P&O) MPPT se med prehodnim senčenjem pogosto zaklenejo na lokalne največje moči (LMPP). Napredni razsmerniki izvajajo polne{3}}krivulje napetosti v nastavljivih intervalih (npr. vsakih 5 do 15 minut). S skeniranjem celotnega delovnega območja od Voc do Vmpp razsmernik identificira pravo globalno največjo moč (GMPP) in povrne do 5 % donosa energije, sicer izgubljenega v zapletenih okoljih senčenja.
Oblikovanje postavitve pametnega polja
Preslikava nizov narekuje odpornost senčenja. Razporeditev nizov modulov vodoravno in ne navpično poravnanih s senčenjem vrstice-do-med-vrsticami zagotavlja, da senca, ko se premika čez matrično osnovo, vpliva samo na en odsek niza na modul v spodnji vrstici. Nasprotno pa navpično nizanje prekine celotne nize hkrati.
Nadzor kakovosti, toplotna obremenitev in standardi skladnosti
Močno delno senčenje pospeši termomehansko obrabo PV laminatov. Strog nadzor kakovosti in standardi certificiranja zagotavljajo celovitost nizov v 25- do 30-letnem življenjskem ciklu delovanja.
IEC 61215 Toplotna obremenitev in testiranje vročih točk:Moduli so podvrženi prisilnemu testiranju povratne{0}}pristranskosti s toplotnim slikanjem, da se potrdi, da toplotno odvajanje obvodne diode ostaja znotraj meja varnega delovanja, ne da bi pri tem prišlo do poslabšanja inkapsulantov.
Pregled elektroluminiscence (EL):Po-slikanje EL po izdelavi identificira mikro-razpoke pred uvedbo. Mikro-razpoke v pogojih senčenja lahko izolirajo aktivna celična področja in ustvarijo lokalizirane visoko{4}}odporne žepe, ki jih obvodne diode ne morejo razrešiti.
Toplotno upravljanje obvodne diode:Kakovostne spojne omarice uporabljajo zaprta ohišja s hladilniki za obvladovanje neprekinjenega-pristranskega delovanja med podaljšanim senčenjem brez toplotnega uhajanja.
Tehnična pogosto zastavljena vprašanja (PAA)
Kako pol{0}}celični fotovoltaični moduli ohranjajo delovanje v obalnih okoljih ali okoljih z visoko-korozijo v hudih pogojih senčenja?
V obalnih okoljih z visoko-slanostjo lahko povratna-pristranskost, ki jo povzroči senca, pospeši potencialno-povzročeno razgradnjo (PID) in lokaliziran toplotni stres. Moduli z visokimi-specifikacijami to ublažijo z integracijo lončenih razvodnih omaric IP68, v katerih so nameščene obvodne diode z nizko{6}}napetostjo-Schottkyjevimi pregradami. V kombinaciji z dvojno-stekleno inkapsulacijo in proti-PID sončnimi celicami ostane toplotna disipacija med senčenjem pod kritičnimi pragovi razgradnje, kar preprečuje vdor vlage in korozijo okoli razdeljenih priključnih omaric.
Kateri so ključni protokoli pakiranja in logistike za preprečevanje-ranljivih mikro-razpok med-pošiljanjem na dolge razdalje?
Mikro-razpoke močno povečajo izgubo moči v zasenčenih pogojih. Izvozni-razred embalaže uporablja navpično obremenitev-robov okvirja v težkih-satjih kartonih z vogalnimi blazinami in vakuumsko-zatesnjeno anti-statično folijo. Palete so ojačane z navpičnimi jeklenimi trakovi in dinamičnimi blažilniki tresljajev, da opravijo preskuse simulacije transporta ISTA 3E in preprečujejo mikro-lome v medsebojnih povezavah celic pred dostavo na lokacijo.
Kakšni so tehnični parametri in časovne-omejitve za okvir modula OEM/ODM po meri in konfiguracije spojne omarice za zasenčene nize?
Prilagoditve OEM/ODM-kot so pred-optimizatorji ravni-ožičenih modulov, prilagojene dolžine kablov za ležeče nize ali spremenjeni profili rež okvirja-zahtevajo 4 do 6-tedenski cikel validacije inženirskih vzorcev. Tehnične omejitve zahtevajo vzdrževanje minimalnih leznih in zračnih razdalj znotraj razdelilnih omaric po meri za skladnost z varnostnimi standardi IEC 61730, skupaj s certificiranimi omejitvami toplotnega odvajanja diod pod 100-odstotno neprekinjeno prednapetostjo povratnega toka.
Obrnite se na našo inženirsko ekipo za prilagojeno postavitev 5MW PV sistema in podrobno ponudbo BOM v 48 urah.
