Industrija solarne energije suočava se s raznim izazovima, uključujući trgovinske ratove, nacionalne politike, uvjete priključenja na mrežu i drugo. Instalateri i vlasnici postrojenja brinu se o profitabilnosti fotonaponskih (PV) elektrana, proizvođači solarnih proizvoda zabrinuti su zbog nedostatka povoljnih politika, a proizvođači mrežnih postrojenja zabrinuti su zbog ispunjavanja tehničkih standarda. U konačnici, ključno pitanje leži u tome može li izlazna snaga PV stanica zadovoljiti operativne i profitabilne zahtjeve i kako generirati više električne energije.
Stručnjaci iz industrije ističu da trenutna proizvodnja solarne energije zahtijeva rješavanje više problema, kao što su praćenje vremena u realnom vremenu, detekcija opterećenja za distribuiranu i centralizovanu proizvodnju energije, skladištenje energije, razvoj pametnih invertora sljedeće generacije, sveobuhvatno praćenje i kontrola kvaliteta energije, kao i upravljanje u inženjerstvu, projektovanju, radu i održavanju.
Ovaj članak ukratko analizira faktore koji utiču na proizvodnju fotonaponske energije iz perspektive kvaliteta konstrukcije, optimizacije dizajna (npr. idealnih uglova nagiba) i opreme kao što su moduli i kombinatori.
1. Kvalitet gradnje
Neki instalateri, vođeni profitom, slijepo smanjuju troškove gradnje, što rezultira problemima s kvalitetom koji mogu uzrokovati gubitak od 3-6% u proizvodnji energije.
Chen Lei, menadžer Odjeljenja za novu proizvodnju energije u Državnom institutu za istraživanje pametnih mreža, istakao je na forumu da kompanije moraju usvojiti poboljšane prakse upravljanja kako bi spriječile kašnjenja u projektima, odabrati odgovarajuće i kvalifikovane materijale kako bi osigurale kvalitet, te provoditi redovno održavanje i nadzor kako bi garantovale pravilno funkcionisanje fotonaponskih stanica.
Za instalaciju fotonaponskih sistema integriranih u zgradu, treba pripremiti plan organizacije gradnje i procedure kontrole kvalitete. Također treba formulirati odgovarajuće građevinske sheme i sigurnosne mjere, uz provođenje procjena izvodljivosti kada je to potrebno.
2. Optimizacijski dizajn
Cilj optimizacije sistema je maksimiziranje proizvodnje energije procjenom faktora kao što su sunčevo zračenje, refleksija svjetlosti, temperatura okoline, uslovi vjetra, te performanse i interakcija različitih komponenti sistema. Nedostatak optimizacijskog dizajna u nekim fotonaponskim elektranama dovodi do smanjene izlazne snage.
Ključna razmatranja dizajna uključuju:
Zasjenjivanje: Zasjenjivanje značajno utiče na efikasnost sistema, izaziva termalni stres i smanjuje vijek trajanja modula. Vrste zasjenjivanja uključuju okolne zgrade, drveće, samozasjenjivanje od samog PV sistema i privremeno zasjenjivanje uzrokovano prašinom.
Orijentacija i ugao nagiba: Izračunavanje optimalnog ugla nagiba je ključno, jer sistemi povezani na mrežu ili van mreže zahtijevaju različite dizajne. Za sisteme povezane na mrežu, ugao nagiba treba maksimizirati prosječnu godišnju dnevnu izlaznu snagu, dok sistemi van mreže mogu dati prioritet ljetnim ili zimskim opterećenjima.
Na primjer, u Nanjingu:
Sistemi povezani na mrežu postižu maksimalnu godišnju proizvodnju energije pri uglu nagiba od 25°, što je oko 7° manje od lokalne geografske širine.
Sistemi van mreže variraju: za ljetna opterećenja, optimalni ugao nagiba je 7°, daleko ispod lokalne geografske širine; za zimska opterećenja, 46°, mnogo više od lokalne geografske širine; za uravnotežena opterećenja, preporučuje se ugao nagiba od 42°.
3. Oprema
Ključna oprema koja utiče na proizvodnju energije u fotonaponskim elektranama uključuje solarne module, kombinatorne kutije, invertere i mrežnu infrastrukturu.
Solarni moduli
Tokom odabira modula i konstrukcije sistema, optimizacija kompatibilnosti i korištenje kombinacije solarnih ćelija klase A i klase B može poboljšati efikasnost. Kvalitet modula mora se osigurati, uz pažljivo razmatranje faktora kao što su geografska širina, spektar, temperatura, zasjenjenje, lokacija i uslovi ožičenja, koji svi utiču na performanse modula.
Inverteri
Inverteri su jedina oprema, osim modula, koja može direktno poboljšati efikasnost proizvodnje energije - potencijalno i do 10%. Prije instalacije, State Grid preporučuje provođenje simulacijskih eksperimenata i fokusiranje na smanjenje troškova kroz serijsku proizvodnju, umjesto isključivog težnje za jeftinom proizvodnjom.
Priključak na mrežu
Priključak na mrežu ostaje značajan izazov za kineske solarne energetske sisteme, koji su još uvijek u ranim fazama razvoja. Neusklađenost između dizajna sistema i mreže, zajedno s problemom potpune apsorpcije mreže, ometa efikasnost. Stručnjaci predlažu davanje prioriteta lokalnoj potrošnji energije kako bi se smanjilo opterećenje mreže i izgradnja infrastrukture poput stanica za punjenje električnih vozila kako bi se smanjili troškovi prijenosa.
Kroz sveobuhvatno upravljanje kvalitetom gradnje, optimizacijom sistema i odabirom opreme, fotonaponska industrija može poboljšati efikasnost proizvodnje energije i bolje ispuniti operativne i profitabilne zahtjeve.
