A industria da enerxía solar enfróntase a diversos desafíos, como guerras comerciais, políticas nacionais, condicións de conexión á rede e moito máis. Os instaladores e propietarios de plantas preocúpanse pola rendibilidade das centrais fotovoltaicas (FV), os fabricantes de produtos solares están preocupados pola falta de políticas favorables e os fabricantes de instalacións de rede están receosos de cumprir os estándares técnicos. En última instancia, a cuestión central reside en se a potencia de saída das estacións FV pode satisfacer as demandas operativas e de rendibilidade e como xerar máis electricidade.
Os expertos do sector sinalan que a xeración actual de enerxía solar require abordar múltiples cuestións, como a monitorización meteorolóxica en tempo real, a detección de carga para a xeración de enerxía distribuída e centralizada, o almacenamento de enerxía, o desenvolvemento de inversores intelixentes de próxima xeración, a monitorización e o control integral da calidade da enerxía, así como a xestión da enxeñaría, o deseño, a operación e o mantemento.
Este artigo analiza brevemente os factores que afectan á xeración de enerxía fotovoltaica desde a perspectiva da calidade da construción, o deseño de optimización (por exemplo, ángulos de inclinación ideais) e equipos como módulos e caixas combinadoras.
1. Calidade da construción
Algúns instaladores, impulsados polo beneficio, reducen cegamente os custos de construción, o que resulta en problemas de calidade que poden causar unha perda do 3–6 % na xeración de enerxía.
Chen Lei, xerente da División de Xeración de Nova Enerxía do Instituto de Investigación Intelixente da Rede Estatal, destacou nun foro que as empresas deben adoptar prácticas de xestión refinadas para evitar atrasos nos proxectos, seleccionar materiais axeitados e cualificados para garantir a calidade e realizar mantemento e supervisión regulares para garantir o correcto funcionamento das estacións fotovoltaicas.
Para a instalación de sistemas fotovoltaicos integrados en edificios, débese preparar un plan de organización da construción e procedementos de control de calidade. Tamén se deben formular os esquemas de construción e as medidas de seguridade correspondentes, realizándose avaliacións de viabilidade cando sexa necesario.
2. Deseño de optimización
O obxectivo da optimización do sistema é maximizar a xeración de enerxía avaliando factores como a irradiancia solar, a reflectividade da luz, a temperatura ambiente, as condicións do vento e o rendemento e a interacción dos distintos compoñentes do sistema. A falta dun deseño de optimización nalgunhas plantas fotovoltaicas leva a unha redución da produción de enerxía.
As consideracións clave de deseño inclúen:
Sombreado: O sombreado afecta significativamente á eficiencia do sistema, induce tensión térmica e reduce a vida útil dos módulos. Os tipos de sombreado inclúen os edificios circundantes, as árbores, o autosombreado do propio sistema fotovoltaico e o sombreado temporal causado polo po.
Orientación e ángulo de inclinación: Calcular o ángulo de inclinación óptimo é esencial, xa que os sistemas conectados á rede ou illados requiren deseños diferentes. Para os sistemas conectados á rede, o ángulo de inclinación debería maximizar a produción de enerxía diaria media anual, mentres que os sistemas illados poden priorizar as cargas de verán ou de inverno.
Por exemplo, en Nankín:
Os sistemas conectados á rede alcanzan a produción máxima de enerxía anual cun ángulo de inclinación de 25°, uns 7° menos que a latitude local.
Os sistemas illados da rede varían: para cargas de verán, o ángulo de inclinación óptimo é de 7°, moi por debaixo da latitude local; para cargas de inverno, é de 46°, moito máis alto que a latitude local; para cargas equilibradas, recoméndase un ángulo de inclinación de 42°.
3. Equipamento
Os equipos clave que afectan á xeración de enerxía nas plantas fotovoltaicas inclúen módulos solares, caixas combinadoras, inversores e infraestrutura de rede.
Módulos solares
Durante a selección dos módulos e a construción do sistema, optimizar a compatibilidade e usar unha combinación de células solares de grao A e de grao B pode mellorar a eficiencia. Débese garantir a calidade dos módulos, tendo en conta coidadosamente factores como a latitude, o espectro, a temperatura, a sombra, a localización e as condicións de cableado, todos os cales inflúen no rendemento dos módulos.
Inversores
Os inversores son o único equipo, á parte dos módulos, que pode mellorar directamente a eficiencia da xeración de enerxía, potencialmente ata un 10 %. Antes da instalación, State Grid recomenda realizar experimentos de simulación e centrarse na redución de custos mediante a produción por lotes en lugar de buscar unicamente a fabricación de baixo custo.
Conexión á rede
A conexión á rede segue a ser un desafío importante para os sistemas de enerxía solar da China, que aínda se atopan nas primeiras fases de desenvolvemento. Os desaxustes entre os deseños dos sistemas e a rede, xunto co problema da absorción total da rede, dificultan a eficiencia. Os expertos suxiren priorizar o consumo de enerxía local para reducir a carga da rede e construír infraestruturas como estacións de carga de vehículos eléctricos para reducir os custos de transmisión.
Mediante unha xestión integral da calidade da construción, a optimización do sistema e a selección de equipos, a industria fotovoltaica pode mellorar a eficiencia da xeración de enerxía e cumprir mellor os requisitos operativos e de rendibilidade.
