Solární průmysl čelí různým výzvám, včetně obchodních válek, národních politik, podmínek připojení k síti a dalších. Instalatéři a majitelé elektráren se obávají o ziskovost fotovoltaických (FV) elektráren, výrobci solárních produktů se obávají nedostatku příznivých politik a výrobci zařízení pro rozvodnou síť mají obavy z dodržování technických norem. Hlavní otázkou v konečném důsledku je, zda výkon FV elektráren dokáže uspokojit provozní a ziskové požadavky a jak vyrobit více elektřiny.
Odborníci z oboru poukazují na to, že současná výroba solární energie vyžaduje řešení řady problémů, jako je monitorování počasí v reálném čase, detekce zátěže pro distribuovanou a centralizovanou výrobu energie, skladování energie, vývoj inteligentních střídačů nové generace, komplexní monitorování a řízení kvality energie, jakož i řízení v oblasti inženýrství, návrhu, provozu a údržby.
Tento článek stručně analyzuje faktory ovlivňující výrobu energie z fotovoltaiky z hlediska kvality konstrukce, optimalizačního návrhu (např. ideálních úhlů náklonu) a zařízení, jako jsou moduly a slučovací boxy.
1. Kvalita konstrukce
Někteří instalatéři, hnaní ziskem, slepě snižují stavební náklady, což vede k problémům s kvalitou, které mohou způsobit 3–6% ztrátu výroby energie.
Chen Lei, manažer divize pro výrobu nové energie ve Státním výzkumném ústavu pro inteligentní rozvodné sítě, na fóru zdůraznil, že společnosti musí zavést propracované postupy řízení, aby se zabránilo zpožděním projektů, vybírat vhodné a kvalifikované materiály pro zajištění kvality a provádět pravidelnou údržbu a dohled, aby se zaručil řádný provoz fotovoltaických elektráren.
Pro instalaci fotovoltaických systémů integrovaných do budovy by měl být vypracován plán organizace výstavby a postupy kontroly kvality. Měly by být také formulovány odpovídající stavební schémata a bezpečnostní opatření a v případě potřeby provedena posouzení proveditelnosti.
2. Optimalizační návrh
Cílem optimalizace systému je maximalizovat výrobu energie posouzením faktorů, jako je sluneční záření, odrazivost světla, okolní teplota, větrné podmínky a výkon a interakce různých komponent systému. Nedostatek optimalizačního návrhu v některých fotovoltaických elektrárnách vede ke snížení výkonu.
Mezi klíčové konstrukční aspekty patří:
Stínění: Stínění významně ovlivňuje účinnost systému, vyvolává tepelné namáhání a zkracuje životnost modulů. Mezi typy stínění patří okolní budovy, stromy, samostínění od samotného FV systému a dočasné stínění způsobené prachem.
Orientace a úhel náklonu: Výpočet optimálního úhlu náklonu je nezbytný, protože systémy připojené k síti a systémy nezávislé na síti vyžadují odlišné návrhy. U systémů připojených k síti by úhel náklonu měl maximalizovat průměrný roční denní výkon, zatímco systémy nezávislé na síti mohou upřednostňovat letní nebo zimní zatížení.
Například v Nankingu:
Systémy připojené k síti dosahují maximálního ročního výkonu při úhlu sklonu 25°, což je asi o 7° méně než místní zeměpisná šířka.
Systémy nezávislé na síti se liší: pro letní zátěže je optimální úhel sklonu 7°, což je hluboko pod místní zeměpisnou šířkou; pro zimní zátěže je to 46°, což je mnohem více než místní zeměpisná šířka; pro vyvážené zátěže se doporučuje úhel sklonu 42°.
3. Vybavení
Mezi klíčová zařízení ovlivňující výrobu energie ve fotovoltaických elektrárnách patří solární moduly, slučovací boxy, střídače a síťová infrastruktura.
Solární moduly
Během výběru modulů a konstrukce systému může optimalizace kompatibility a použití kombinace solárních článků třídy A a třídy B zlepšit účinnost. Kvalita modulů musí být zajištěna s pečlivým zvážením faktorů, jako je zeměpisná šířka, spektrum, teplota, zastínění, umístění a podmínky zapojení, které všechny ovlivňují výkon modulu.
Měniče
Střídače jsou kromě modulů jediným zařízením, které může přímo zlepšit účinnost výroby energie – potenciálně až o 10 %. Společnost State Grid doporučuje před instalací provést simulační experimenty a zaměřit se na snižování nákladů prostřednictvím sériové výroby, spíše než se věnovat pouze nízkonákladové výrobě.
Připojení k síti
Připojení k rozvodné síti zůstává pro čínské solární systémy, které jsou stále v raných fázích vývoje, významnou výzvou. Nesoulad mezi návrhy systémů a rozvodnou sítí spolu s problémem plné absorpce energie ze sítě brzdí efektivitu. Odborníci doporučují upřednostnit místní spotřebu energie, aby se snížilo zatížení sítě, a budovat infrastrukturu, jako jsou nabíjecí stanice pro elektromobily, aby se snížily náklady na přenos.
Prostřednictvím komplexního řízení kvality výstavby, optimalizace systému a výběru zařízení může fotovoltaický průmysl zvýšit účinnost výroby energie a lépe splňovat provozní a ziskové požadavky.
