Haniaethol
Mae diffyg cyfatebiaeth modiwl yn un o'r tagfeydd technegol craidd sy'n cyfyngu ar wella effeithlonrwydd cynhyrchu pŵer system ffotofoltäig (PV). Ei hanfod yw'r "effaith bwced" a achosir gan geryntau allbwn anghyson modiwlau PV mewn cylched cyfres. Yn ôl ystadegau Rhaglen Systemau Pŵer Ffotofoltäig (PVPS) yr Asiantaeth Ynni Rhyngwladol (IEA), mae'r golled cynhyrchu pŵer cyfartalog byd-eang oherwydd diffyg cyfatebiaeth mewn gweithfeydd pŵer PV yn amrywio o 5% i 15%, a gall hyd yn oed fod yn fwy na 20% mewn gweithfeydd â thir cymhleth neu weithrediad a chynnal a chadw gwael. Yn eu plith, gwahaniaeth ongl gogwyddo yw'r achos amlycaf o ddiffyg cyfatebiaeth mewn senarios gosod cymhleth megis ardaloedd mynyddig a thoeau, gan gyfrif am oddeutu 40% -60% o gyfanswm colledion diffyg cyfatebiaeth.
1.Egwyddorion Sylfaenol a Mecanweithiau Corfforol o Gamgymharu Modiwlau PV
1.1 Nodweddion Trydanol Modiwlau PV
Mae nodweddion allbwn modiwl PV yn cael eu pennu gan ei gromlin-foltedd (I-V) gyfredol a'i gromlin{-foltedd (P-V) gyfredol. O dan Amodau Prawf Safonol (STC: arbelydru 1000W/m², tymheredd celloedd 25 gradd, sbectrwm AM1.5), mae gan fodiwl sengl Pwynt Pwer Uchaf (MPP) unigryw.
Mae -cerrynt cylched byr (Isc) modiwl PV fwy neu lai mewn cyfrannedd â'r digwyddiad arbelydriad solar ar wyneb y gell, sef y sail gorfforol graidd ar gyfer diffyg cyfatebiaeth gyfredol a achosir gan wahaniaethau ongl tilt. Mynegir y fformiwla fel:
Isc ≈ Isc_STC ×(G/GSTC)
Lle:
• Isc: Gwir-cerrynt cylched byr (A)
• Isc_STC:-cerrynt cylched byr o dan amodau prawf safonol (A)
• G: Arbelydru digwyddiad gwirioneddol (W/m²)
• G_STC: Arbelydru prawf safonol (1000W/m²)
Pan gysylltir modiwlau lluosog mewn cyfres i ffurfio llinyn, yn ôl Cyfraith Gyfredol Kirchhoff,rhaid i bob modiwl mewn cylched cyfres weithredu ar yr un cerrynt; tra bod cyfanswm foltedd y llinyn yn hafal i swm folteddau gweithredu pob modiwl. Mae'r nodwedd hon yn pennu bod systemau cyfres yn hynod sensitif i wahaniaethau cyfredol.
1.2 Mecanwaith Craidd y Ffenomen Anghydweddu
Mae'r "effaith gasgen" (a elwir hefyd yn "gyswllt gwannaf" neu "effaith tagfa") yn gyfatebiaeth berffaith i'r hyn sy'n digwydd mewn cyfresi-modiwlau PV cysylltiedig. Dychmygwch gyfres o gasgenni wedi'u cysylltu mewn cadwyn, pob un â chynhwysedd gwahanol. Mae faint o ddŵr sy'n gallu llifo drwy'r system gyfan wedi'i gyfyngu gan y gasgen sydd â'r cynhwysedd lleiaf-waeth pa mor fawr yw'r lleill.
Mewn llinyn PV, mae modiwlau wedi'u cysylltu'n drydanol mewn cyfres, sy'n golygu bod yn rhaid i'r un cerrynt lifo trwy bob un ohonynt. Y modiwl sy'n cael yr arbelydru lleiaf (oherwydd ongl is-optimaidd) fydd yn cynhyrchu'r cerrynt isaf. Mae hyn yn gorfodi cerrynt y llinyn cyfan i gyd-fynd â'r perfformiwr isaf, gan achosi'r-modiwlau sy'n perfformio'n uwch i weithredu o dan eu potensial. Gall colledion pŵer fod yn sylweddol, sy'n llawer uwch na swm syml gostyngiadau unigol.
2. Prif Achosion Methiant Modiwl PV
Mae achosion diffyg cyfatebiaeth modiwl yn gymhleth ac yn amrywiol, a gellir eu rhannu'n ddau gategori: diffyg cyfatebiaeth gynhenid a diffyg cyfatebiaeth caffaeledig.
2.1 Methiant Cynhenid: Gwahaniaethau Paramedr Ffatri
Mae gan hyd yn oed fodiwlau a gynhyrchir yn yr un swp wahaniaethau bach yn eu paramedrau perfformiad trydanol oherwydd ffactorau megis purdeb deunydd lled-ddargludyddion ac amrywiadau yn y broses gynhyrchu. Mae gweithgynhyrchwyr modiwlau fel arfer yn perfformio graddio pŵer (binio) ar fodiwlau, ond efallai y bydd gan fodiwlau yn yr un bin pŵer wahaniaethau cyfredol o fewn ±2.5%.
Mae'r golled diffyg cyfatebiaeth a achosir gan wahaniaethau paramedr ffatri o'r fath fel arfer yn 2% -3%, sy'n golled diffyg cyfatebiaeth sylfaenol na ellir ei hosgoi'n llwyr ym mhob system PV.
2.2 Methiant Caffaeledig: Amgylchedd Gweithredol a Ffactorau Gweithredu a Chynnal a Chadw
Dyma'r prif reswm pam mae'r golled diffyg cyfatebiaeth system wirioneddol yn llawer mwy na'r gwerth sylfaenol, gan gynnwys yn benodol:
• Onglau gogwyddo anghyson ac onglau azimuth(caiff ei ddadansoddi'n fanwl isod)
• Diffyg cyfatebiaeth cysgodi: Cysgod sefydlog o adeiladau cyfagos, coed, mynyddoedd, ac ati, a chysgod deinamig o gymylau, adar, ac ati.
• Diffyg cyfatebiaeth baeddu a heneiddio: Baeddu anwastad megis llwch, eira, baw adar ar wyneb y modiwl, a gwahaniaethau mewn cyfraddau heneiddio ar ôl-gweithrediad tymor hir
• Diffyg cyfatebiaeth tymheredd: Tymheredd anwastad a achosir gan wahanol amodau afradu gwres modiwlau
3. -Mecanwaith Manwl a Dadansoddiad Meintiol o Gamgymhariad a Achosir gan Gwahaniaethau Ongl Tilt
Mae diffyg cyfatebiaeth ongl tilt yn cyfeirio at yr onglau tilt gosodiad anghyson (yr ongl rhwng yr awyren modiwl a'r awyren lorweddol) o wahanol fodiwlau yn yr un llinyn gyfres, gan arwain at wahanol symiau o arbelydru solar a dderbynnir gan bob modiwl, ac felly gwahaniaethau mewn cerrynt allbwn. Dyma'r math mwyaf cyffredin o ddiffyg cyfatebiaeth sy'n cael ei hanwybyddu'n hawdd mewn systemau PV mynyddig a systemau PV to gwasgaredig.
3.1 Rhesymau allweddol mae gwahaniaethau ongl gosod yn gwaethygu hyn:
• Amrywiad Arbelydru: Mae modiwl gogwyddo ar ongl wahanol yn dal llai o olau haul uniongyrchol, yn enwedig yn ystod oriau brig. Er enghraifft, ar do goleddf gyda goleddfau amrywiol, gallai modiwlau sy'n wynebu'r de - ar y gogwydd gorau posibl berfformio'n dda, tra bod eraill ar onglau bas neu serth yn tanberfformio.
• Effaith Dyddiol a Thymhorol: Mae onglau yn effeithio nid yn unig ar allbwn brig ond ar berfformiad yn ystod y dydd. Mae gogwyddiadau nad ydynt yn unffurf yn arwain at gromliniau IV nad ydynt yn cyfateb (nodweddion foltedd cyfredol), gan gynyddu colledion diffyg cyfatebiaeth.
• Cyfuno â Ffactorau Eraill: Gall gwahaniaethau ongl waethygu effeithiau cysgodi neu raddiannau tymheredd, oherwydd gall modiwlau ag ongl wael gynhesu'n wahanol.
3.2 Cydberthynas Meintiol Rhwng Gwahaniaeth Ongl Tilt ac Allbwn Modiwl Cyfredol
Gallwn fesur y berthynas rhwng gwahaniaeth ongl gogwyddo a gwahaniaeth cerrynt trwy gyfrifo cyfanswm arbelydru plân yn gywir ar wahanol onglau gogwyddo. Gan gymryd yRhanbarth lledred 30 gradd N(Basn Afon Yangtze yn Tsieina) fel enghraifft, mae'r tabl canlynol yn dangos cyfanswm yr arbelydru blynyddol a'r gwahaniaethau cerrynt cylched byr ar gyfer gwahanol onglau tilt gosod o'i gymharu â'r ongl tilt gorau posibl (tua 30 gradd ):
Gosod Angle Tilt ( gradd ) | Cyfanswm Arbelydru Blynyddol (kWh/m²) | Gwahaniaeth arbelydru o'i gymharu ag Ongl Tilt Optimal (%) | Byr-Gwahaniaeth Cyfredol Cylchdaith (%) |
| 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 (Optimal) | 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 |
Casgliadau Allweddol:
1. Yn y rhanbarth lledred 30 gradd N, am bob gwyriad 5 gradd o'r ongl tilt gorau posibl, mae'r arbelydru blynyddol yn gostwng tua 2%-4%, sy'n cyfateb i ostyngiad o 2% -4% mewn cerrynt cylched byr.
2. Pan fydd y gwahaniaeth ongl tilt yn cyrraedd 20 gradd (ee, 30 gradd yn erbyn 10 gradd), gall y gwahaniaeth cerrynt blynyddol fod yn fwy na 12%.
3. Mae gwahaniaethau cyfredol ar unwaith yn llawer mwy na'r gwahaniaethau cyfartalog blynyddol. Er enghraifft, am hanner dydd ar heuldro'r haf, mae ongl uchder yr haul tua 83.5 gradd, ac ar yr adeg honno mae'r arbelydru uniongyrchol a dderbynnir gan fodiwl ag ongl tilt 10 gradd tua 15% yn uwch na'r hyn a dderbynnir gan fodiwl ag ongl tilt 30 gradd; tra am hanner dydd ar heuldro'r gaeaf, mae ongl uchder yr haul tua 36.5 gradd, ac mae'r arbelydru uniongyrchol a dderbynnir gan fodiwl ag ongl tilt 10 gradd tua 25% yn is na'r hyn a dderbynnir gan fodiwl ag ongl tilt 30 gradd.
4. Cymharu Atebion Prif Ffrwd ar gyfer Camgymharu Modiwlau
Gan anelu at y broblem diffyg cyfatebiaeth modiwl, mae atebion amrywiol wedi'u datblygu yn y diwydiant, a'i syniad craidd ywtorri'r cyfyngiad bod "rhaid i gerrynt cyfres fod yn gyson"neulleihau gwahaniaethau cyfredol.
4.1 Optimeiddio Dyluniad Arbennig ar gyfer Camgymhariad Angle Tilt
Dyma'r datrysiad cost mwyaf sylfaenol ac isaf, a hefyd y mesur y dylai pob prosiect ei fabwysiadu yn gyntaf:
1. Gweithredwch yr egwyddor "yr un ongl tilt, yr un llinyn" yn llym: Dyma'r rheol euraidd ar gyfer atal diffyg cyfatebiaeth ongl tilt. Dylid cysylltu modiwlau gyda'r un ongl gogwyddo ac ongl azimuth mewn cyfres yn yr un llinyn, ac ni ddylid byth cysylltu modiwlau â gwahanol onglau / cyfeiriadedd gogwyddo mewn cyfres gyda'i gilydd.
2. Byrhau hyd llinyn yn rhesymol: Mewn ardaloedd â gwahaniaethau ongl tilt mawr, gall byrhau hyd y llinyn yn briodol (o 22-24 modiwl i 18-20 modiwl) leihau'r ystod effaith o ddiffyg cyfatebiaeth.
3. Optimeiddio is-adran sianel MPPT gwrthdröydd: Cysylltwch llinynnau o wahanol barthau ongl tilt i wahanol sianeli MPPT, fel bod pob sianel MPPT ond yn olrhain y pwynt pŵer uchaf o linynnau gyda'r un ongl tilt.
4.2 Gwrthdröydd Llinynnol: Gwrthdroyddion Aml-MPPT
Fel arfer dim ond 1-2 sianel MPPT sydd gan wrthdroyddion canolog traddodiadol, tra bod gwrthdroyddion llinynnol modern yn gyffredinol yn meddu ar sianeli MPPT annibynnol lluosog (6-12 neu hyd yn oed mwy). Gall pob sianel MPPT olrhain pwynt pŵer uchaf gwahanol linynnau yn annibynnol, gan gyfyngu ar effaith diffyg cyfatebiaeth i un sianel MPPT.
Effaith ar ddiffyg cyfatebiaeth ongl tilt: Yn gallu datrys y broblem diffyg cyfatebiaeth rhwng gwahanol barthau ongl tilt yn effeithiol, ond ni all ddatrys y gwahaniaethau ongl tilt o fewn llinynnau yn yr un parth o hyd.
4.3 Modiwl-Technoleg Electroneg Pŵer Lefel (MLPE).
Ar hyn o bryd dyma'r ateb technegol mwyaf effeithiol ar gyfer datrys diffyg cyfatebiaeth ongl gogwyddo, yn bennaf gan gynnwys optimizers pŵer a micro-wrthdroyddion:
1. Optimizer Pŵer
Mae optimizers pŵer wedi'u gosod ar gefn pob modiwl, sy'n cyfateb i un-un â'r modiwlau. Gall addasu foltedd gweithredu a cherrynt pob modiwl yn annibynnol, gan wneud i bob modiwl weithio ar ei bwynt pŵer uchaf ei hun, ac yna allbwn cerrynt uniongyrchol i gylched y gyfres.
Effaith ar ddiffyg cyfatebiaeth ongl tilt: Yn gallu dileu'r diffyg cyfatebiaeth gyfredol a achosir gan unrhyw wahaniaeth ongl tilt o fewn y llinyn yn llwyr, gan ganiatáu i bob modiwl allbwn ei gyfredol uchaf. Mae data mesuredig yn dangos, mewn gweithfeydd pŵer mynyddig â gwahaniaethau ongl gogwyddo mawr, y gall defnyddio optimizers pŵer gynyddu cynhyrchu pŵer 15% -20%.
2. Gwrthdröydd micro
Mae micro-wrthdroyddion yn cael eu gosod yn uniongyrchol ar gefn pob modiwl, gan drosi allbwn cerrynt uniongyrchol y modiwl yn uniongyrchol i gerrynt eiledol, sydd wedyn wedi'i gysylltu yn gyfochrog â'r grid. Mae pob modiwl yn uned cynhyrchu pŵer annibynnol, yn hollol rhydd o gyfyngiadau cyfredol cyfres.
Effaith ar ddiffyg cyfatebiaeth ongl tilt: Yn datrys yr holl broblemau diffyg cyfatebiaeth ongl tilt yn llwyr, a gall pob modiwl weithio'n annibynnol waeth beth fo'r gwahaniaeth ongl tilt.
Gall ein cwmni ddarparu'r holl atebion a systemau cyflawn a grybwyllir uchod. Os oes eu hangen arnoch chi, cysylltwch â ni!
7. Tueddiadau Datblygu'r Dyfodol
Gyda datblygiad parhaus technoleg ffotofoltäig, mae atebion i'r broblem diffyg cyfatebiaeth modiwl hefyd yn arloesi ac yn datblygu'n gyson:
1. Technoleg MLPE effeithlonrwydd uwch: Mae effeithlonrwydd trosi optimeiddwyr pŵer cenhedlaeth newydd a micro-wrthdroyddion wedi rhagori ar 99%, gyda hunan-ddefnyddio pŵer yn gostwng ymhellach a chostau'n gostwng yn barhaus.
2. Technoleg modiwl smart: Integreiddio optimizers pŵer neu ficro-wrthdroyddion gyda modiwlau i ffurfio modiwlau smart, gan symleiddio'r broses osod a gwella dibynadwyedd system.
3. Technoleg gefeilliaid digidol: Defnyddio technoleg gefeilliaid digidol i adeiladu model rhithwir o'r gwaith pŵer PV, efelychu colledion diffyg cyfatebiaeth yn gywir o dan amodau gwaith gwahanol, a gwireddu rhybudd cynnar a rheolaeth optimaidd.
4. Technoleg batri newydd: Fel modiwlau graeanog, modiwlau hanner-torri, modiwlau wedi'u sleisio, ac ati, yn lleihau effaith cysgodi a diffyg cyfatebiaeth trwy segmentu celloedd a dulliau cysylltu optimaidd. Er enghraifft, gall hanner{3}}modiwlau torri leihau colled pŵer a achosir gan arlliwio o tua 50%.
Mae diffyg cyfatebiaeth modiwl yn ffenomen anochel mewn systemau PV,ymhlith y gwahaniaeth ongl tilt yw prif achos diffyg cyfatebiaeth mewn senarios gosod cymhleth, a gall y golled cynhyrchu pŵer o ganlyniad gyrraedd mwy na 15%. Mae gwahaniaethau ongl tilt yn arwain yn uniongyrchol at gerrynt allbwn anghyson modiwlau trwy effeithio ar faint o arbelydru solar a dderbynnir gan y modiwlau, ac yna cyfyngu ar gynhyrchu pŵer y llinyn cyfan trwy "effaith bwced" cylched y gyfres.
Ar gyfer gwahanol fathau o weithfeydd pŵer PV, dylid dewis yr ateb diffyg cyfatebiaeth mwyaf priodol yn ôl ffactorau megis amodau tir, maint gwahaniaeth ongl tilt, a chyllideb fuddsoddi. Gall gweithfeydd pŵer wedi'u gosod ar y ddaear roi blaenoriaeth i wrthdroyddion llinyn MPPT lluosog; ar gyfer senarios cymhleth megis ardaloedd mynyddig a thoeau gyda gwahaniaethau ongl gogwyddo mawr, bydd technoleg electroneg pŵer lefel modiwl yn dod â gwelliannau sylweddol i gynhyrchu pŵer ac enillion ar fuddsoddiadau.
