Päikeseenergiatööstus seisab silmitsi mitmesuguste väljakutsetega, sealhulgas kaubandussõdade, riikliku poliitika, võrguühenduse tingimuste ja muuga. Paigaldajad ja elektrijaamade omanikud muretsevad fotogalvaaniliste (PV) elektrijaamade kasumlikkuse pärast, päikeseenergiatoodete tootjad on mures soodsa poliitika puudumise pärast ja võrgurajatiste tootjad on kartlikud tehniliste standardite täitmise pärast. Lõppkokkuvõttes seisneb põhiküsimus selles, kas PV-jaamade võimsus suudab vastata tegevus- ja kasumlikkuse nõuetele ning kuidas toota rohkem elektrit.
Valdkonna eksperdid juhivad tähelepanu sellele, et praegune päikeseenergia tootmine nõuab mitmete probleemide lahendamist, näiteks reaalajas ilmastiku jälgimine, koormuse tuvastamine hajutatud ja tsentraliseeritud energiatootmises, energia salvestamine, järgmise põlvkonna nutikate inverterite väljatöötamine, põhjalik elektrienergia kvaliteedi jälgimine ja kontroll, samuti juhtimine inseneritöös, projekteerimises, käitamises ja hoolduses.
See artikkel analüüsib lühidalt PV-energia tootmist mõjutavaid tegureid ehituskvaliteedi, optimeeriva disaini (nt ideaalsed kaldenurgad) ja seadmete, näiteks moodulite ja ühenduskarpide seisukohast.
1. Ehituskvaliteet
Mõned kasumi ajendatud paigaldajad vähendavad pimesi ehituskulusid, mille tulemuseks on kvaliteediprobleemid, mis võivad põhjustada 3–6% energiatootmise kadu.
Chen Lei, State Grid Smart Research Institute'i uue energiatootmise osakonna juhataja, rõhutas foorumil, et ettevõtted peavad projektide viivituste vältimiseks kasutusele võtma täiustatud juhtimistavad, valima kvaliteedi tagamiseks sobivad ja kvalifitseeritud materjalid ning teostama regulaarset hooldust ja järelevalvet, et tagada päikeseelektrijaamade nõuetekohane toimimine.
Hoonesse integreeritud päikesepaneelide süsteemide paigaldamiseks tuleks koostada ehitusorganisatsiooni plaan ja kvaliteedikontrolli protseduurid. Samuti tuleks koostada vastavad ehitusskeemid ja ohutusmeetmed ning vajadusel teha teostatavushinnanguid.
2. Optimeerimise disain
Süsteemi optimeerimise eesmärk on maksimeerida energiatootmist, hinnates selliseid tegureid nagu päikesekiirgus, valguse peegelduvus, ümbritseva õhu temperatuur, tuuleolud ning erinevate süsteemikomponentide jõudlus ja koostoime. Optimeerimise puudumine mõnedes päikeseelektrijaamades viib energiatootmise vähenemiseni.
Peamised disainikaalutlused hõlmavad järgmist:
Varjutamine: Varjutamine mõjutab oluliselt süsteemi efektiivsust, tekitab termilist pinget ja vähendab moodulite eluiga. Varjutamise tüüpide hulka kuuluvad ümbritsevad hooned, puud, päikesepaneelide süsteemi enda tekitatud isevarjutamine ja tolmu tekitatud ajutine varjutamine.
Orientatsioon ja kaldenurk: optimaalse kaldenurga arvutamine on oluline, kuna võrku ühendatud või võrgust sõltumatud süsteemid vajavad erinevaid lahendusi. Võrku ühendatud süsteemide puhul peaks kaldenurk maksimeerima aastase keskmise päevase energiatarbimise, samas kui võrgust sõltumatud süsteemid võivad seada esikohale suvised või talvised koormused.
Näiteks Nanjingis:
Võrku ühendatud süsteemid saavutavad maksimaalse aastase energiatootlikkuse 25° kaldenurga juures, mis on umbes 7° väiksem kui kohalik laiuskraad.
Võrguvälised süsteemid on erinevad: suviste koormuste puhul on optimaalne kaldenurk 7°, mis on kohalikust laiuskraadist tunduvalt madalam; talviste koormuste puhul on see 46°, mis on kohalikust laiuskraadist palju kõrgem; tasakaalustatud koormuste puhul on soovitatav kaldenurk 42°.
3. Varustus
Päikeseelektrijaamades elektritootmist mõjutavate peamiste seadmete hulka kuuluvad päikesemoodulid, kombinaatorikarbid, inverterid ja võrgu infrastruktuur.
Päikesemoodulid
Moodulite valiku ja süsteemi ehitamise ajal saab efektiivsust parandada ühilduvuse optimeerimise ja A- ja B-klassi päikesepatareide kombinatsiooni abil. Moodulite kvaliteet tuleb tagada, võttes hoolikalt arvesse selliseid tegureid nagu laiuskraad, spekter, temperatuur, varjutus, asukoht ja juhtmestiku tingimused, mis kõik mõjutavad mooduli jõudlust.
Inverterid
Lisaks moodulitele on inverterid ainsad seadmed, mis saavad otseselt parandada elektrienergia tootmise efektiivsust – potentsiaalselt kuni 10%. Enne paigaldamist soovitab State Grid läbi viia simulatsioonikatseid ja keskenduda kulude vähendamisele partiitootmise kaudu, mitte ainult odava tootmise poole püüdlemisele.
Võrguühendus
Võrguühendus on Hiina päikeseenergiasüsteemide jaoks endiselt märkimisväärne väljakutse, kuna need on alles arengu algstaadiumis. Süsteemide konstruktsioonide ja võrgu vahelised lahknevused koos täieliku võrgu absorbeerimise probleemiga takistavad tõhusust. Eksperdid soovitavad võrgu koormuse vähendamiseks seada esikohale kohaliku energiatarbimise ja ülekandekulude vähendamiseks ehitada infrastruktuuri, näiteks elektriautode laadimisjaamad.
Ehituskvaliteedi, süsteemi optimeerimise ja seadmete valiku põhjaliku haldamise kaudu saab fotogalvaanikatööstus suurendada energiatootmise efektiivsust ning paremini täita tegevus- ja kasumlikkuse nõudeid.
