La indústria de l'energia solar s'enfronta a diversos reptes, com ara guerres comercials, polítiques nacionals, condicions de connexió a la xarxa i més. Els instal·ladors i propietaris de plantes es preocupen per la rendibilitat de les centrals fotovoltaiques (FV), els fabricants de productes solars estan preocupats per la manca de polítiques favorables i els fabricants d'instal·lacions de la xarxa estan preocupats pel compliment dels estàndards tècnics. En última instància, la qüestió central rau en si la potència de producció de les estacions fotovoltaiques pot satisfer les demandes operatives i de rendibilitat i com generar més electricitat.
Els experts de la indústria assenyalen que la generació actual d'energia solar requereix abordar múltiples problemes, com ara la monitorització meteorològica en temps real, la detecció de càrrega per a la generació d'energia distribuïda i centralitzada, l'emmagatzematge d'energia, el desenvolupament d'inversors intel·ligents de nova generació, la monitorització i el control integral de la qualitat de l'energia, així com la gestió en enginyeria, disseny, operació i manteniment.
Aquest article analitza breument els factors que afecten la generació d'energia fotovoltaica des de la perspectiva de la qualitat de la construcció, el disseny d'optimització (per exemple, angles d'inclinació ideals) i equips com ara mòduls i caixes combinadores.
1. Qualitat de la construcció
Alguns instal·ladors, impulsats pel benefici, redueixen cegament els costos de construcció, cosa que provoca problemes de qualitat que poden causar una pèrdua del 3 al 6% en la generació d'energia.
Chen Lei, gerent de la Divisió de Generació d'Energia Nova del State Grid Smart Research Institute, va destacar en un fòrum que les empreses han d'adoptar pràctiques de gestió refinades per evitar retards en els projectes, seleccionar materials adequats i qualificats per garantir la qualitat i dur a terme un manteniment i una supervisió regulars per garantir el correcte funcionament de les estacions fotovoltaiques.
Per a la instal·lació de sistemes fotovoltaics integrats en edificis, s'ha de preparar un pla d'organització de la construcció i uns procediments de control de qualitat. També s'han de formular els esquemes de construcció i les mesures de seguretat corresponents, i cal dur a terme avaluacions de viabilitat quan sigui necessari.
2. Disseny d'optimització
L'objectiu de l'optimització del sistema és maximitzar la generació d'energia avaluant factors com la irradiància solar, la reflectivitat de la llum, la temperatura ambient, les condicions del vent i el rendiment i la interacció dels diversos components del sistema. La manca d'un disseny d'optimització en algunes plantes fotovoltaiques condueix a una reducció de la potència de producció.
Les consideracions clau de disseny inclouen:
Ombratge: L'ombratge afecta significativament l'eficiència del sistema, indueix estrès tèrmic i redueix la vida útil del mòdul. Els tipus d'ombratge inclouen els edificis circumdants, els arbres, l'autoombratge del propi sistema fotovoltaic i l'ombratge temporal causat per la pols.
Orientació i angle d'inclinació: Calcular l'angle d'inclinació òptim és essencial, ja que els sistemes connectats a la xarxa o fora de la xarxa requereixen dissenys diferents. Per als sistemes connectats a la xarxa, l'angle d'inclinació hauria de maximitzar la producció d'energia mitjana diària anual, mentre que els sistemes fora de la xarxa poden prioritzar les càrregues d'estiu o d'hivern.
Per exemple, a Nanjing:
Els sistemes connectats a la xarxa aconsegueixen la màxima potència anual a un angle d'inclinació de 25°, uns 7° menys que la latitud local.
Els sistemes aïllats varien: per a càrregues d'estiu, l'angle d'inclinació òptim és de 7°, molt per sota de la latitud local; per a càrregues d'hivern, és de 46°, molt més alt que la latitud local; per a càrregues equilibrades, es recomana un angle d'inclinació de 42°.
3. Equipament
Els equips clau que afecten la generació d'energia a les plantes fotovoltaiques inclouen mòduls solars, caixes combinadores, inversors i infraestructura de xarxa.
Mòduls solars
Durant la selecció del mòdul i la construcció del sistema, optimitzar la compatibilitat i utilitzar una combinació de cèl·lules solars de grau A i grau B pot millorar l'eficiència. Cal garantir la qualitat del mòdul, tenint en compte factors com la latitud, l'espectre, la temperatura, l'ombrejat, la ubicació i les condicions de cablejat, tots els quals influeixen en el rendiment del mòdul.
Inversors
Els inversors són els únics equips, a part dels mòduls, que poden millorar directament l'eficiència de la generació d'energia, potencialment fins a un 10%. Abans de la instal·lació, State Grid recomana dur a terme experiments de simulació i centrar-se en la reducció de costos mitjançant la producció per lots en lloc de buscar únicament la fabricació de baix cost.
Connexió a la xarxa
La connexió a la xarxa continua sent un repte important per als sistemes d'energia solar de la Xina, que encara es troben en les primeres etapes de desenvolupament. Els desajustos entre els dissenys dels sistemes i la xarxa, juntament amb el problema de l'absorció total de la xarxa, dificulten l'eficiència. Els experts suggereixen prioritzar el consum d'energia local per reduir la càrrega de la xarxa i construir infraestructures com ara estacions de càrrega de vehicles elèctrics per reduir els costos de transmissió.
Mitjançant una gestió integral de la qualitat de la construcció, l'optimització del sistema i la selecció d'equips, la indústria fotovoltaica pot millorar l'eficiència de la generació d'energia i satisfer millor els requisits operatius i de rendibilitat.
