Il settore dell'energia solare si trova ad affrontare diverse sfide, tra cui guerre commerciali, politiche nazionali, condizioni di connessione alla rete e altro ancora. Installatori e proprietari di impianti sono preoccupati per la redditività delle centrali fotovoltaiche (FV), i produttori di prodotti solari temono la mancanza di politiche favorevoli e i gestori delle infrastrutture di rete sono preoccupati per il rispetto degli standard tecnici. In definitiva, la questione centrale è se la produzione di energia delle centrali fotovoltaiche possa soddisfare le esigenze operative e di redditività e come generare più elettricità.
Gli esperti del settore sottolineano che l'attuale produzione di energia solare richiede di affrontare molteplici problematiche, come il monitoraggio meteorologico in tempo reale, il rilevamento del carico per la generazione di energia distribuita e centralizzata, l'accumulo di energia, lo sviluppo di inverter intelligenti di nuova generazione, il monitoraggio e il controllo completi della qualità dell'energia, nonché la gestione in fase di ingegneria, progettazione, esercizio e manutenzione.
Questo articolo analizza brevemente i fattori che influenzano la produzione di energia fotovoltaica dal punto di vista della qualità costruttiva, della progettazione ottimizzata (ad esempio, angoli di inclinazione ideali) e delle apparecchiature come moduli e scatole di giunzione.
1. Qualità della costruzione
Alcuni installatori, spinti dal profitto, riducono ciecamente i costi di costruzione, con conseguenti problemi di qualità che possono causare una perdita di produzione di energia del 3-6%.
Chen Lei, responsabile della divisione per la generazione di energia da fonti rinnovabili presso lo State Grid Smart Research Institute, ha sottolineato in un forum che le aziende devono adottare pratiche di gestione raffinate per prevenire ritardi nei progetti, selezionare materiali appropriati e qualificati per garantire la qualità e condurre interventi di manutenzione e supervisione regolari per assicurare il corretto funzionamento degli impianti fotovoltaici.
Per l'installazione di sistemi fotovoltaici integrati negli edifici, è necessario predisporre un piano di organizzazione dei lavori e procedure di controllo qualità. Occorre inoltre formulare i relativi schemi costruttivi e le misure di sicurezza, effettuando, ove necessario, studi di fattibilità.
2. Progettazione dell'ottimizzazione
L'obiettivo dell'ottimizzazione del sistema è massimizzare la produzione di energia valutando fattori quali l'irraggiamento solare, la riflettività della luce, la temperatura ambiente, le condizioni del vento e le prestazioni e l'interazione dei vari componenti del sistema. La mancanza di una progettazione ottimizzata in alcuni impianti fotovoltaici porta a una riduzione della produzione di energia.
Le principali considerazioni progettuali includono:
Ombreggiamento: L'ombreggiamento influisce significativamente sull'efficienza del sistema, induce stress termico e riduce la durata dei moduli. I tipi di ombreggiamento includono edifici circostanti, alberi, l'ombreggiamento autogenerato dal sistema fotovoltaico stesso e l'ombreggiamento temporaneo causato dalla polvere.
Orientamento e angolo di inclinazione: il calcolo dell'angolo di inclinazione ottimale è fondamentale, poiché i sistemi connessi alla rete o isolati richiedono progetti diversi. Per i sistemi connessi alla rete, l'angolo di inclinazione dovrebbe massimizzare la produzione media giornaliera annua di energia, mentre i sistemi isolati possono dare priorità ai carichi estivi o invernali.
Ad esempio, a Nanchino:
I sistemi connessi alla rete raggiungono la massima produzione annua di energia con un angolo di inclinazione di 25°, circa 7° in meno rispetto alla latitudine locale.
I sistemi off-grid variano: per i carichi estivi, l'angolo di inclinazione ottimale è di 7°, ben al di sotto della latitudine locale; per i carichi invernali, è di 46°, molto più in alto della latitudine locale; per carichi bilanciati, si raccomanda un angolo di inclinazione di 42°.
3. Attrezzatura
Le principali apparecchiature che influenzano la produzione di energia negli impianti fotovoltaici includono moduli solari, scatole di giunzione, inverter e infrastrutture di rete.
moduli solari
Durante la selezione dei moduli e la costruzione del sistema, l'ottimizzazione della compatibilità e l'utilizzo di un mix di celle solari di grado A e grado B possono migliorare l'efficienza. La qualità dei moduli deve essere garantita, tenendo in debita considerazione fattori quali latitudine, spettro, temperatura, ombreggiamento, posizione e condizioni di cablaggio, che influenzano tutti le prestazioni dei moduli.
Inverter
Gli inverter sono le uniche apparecchiature, a parte i moduli, in grado di migliorare direttamente l'efficienza della generazione di energia, potenzialmente fino al 10%. Prima dell'installazione, State Grid raccomanda di effettuare simulazioni e di concentrarsi sulla riduzione dei costi attraverso la produzione in serie, piuttosto che perseguire esclusivamente la produzione a basso costo.
Collegamento alla rete
Il collegamento alla rete elettrica rimane una sfida significativa per i sistemi solari cinesi, che sono ancora nelle prime fasi di sviluppo. Le discrepanze tra la progettazione dei sistemi e la rete, insieme al problema dell'assorbimento completo dell'energia dalla rete, ne ostacolano l'efficienza. Gli esperti suggeriscono di dare priorità al consumo energetico locale per ridurre il carico sulla rete e di costruire infrastrutture come le stazioni di ricarica per veicoli elettrici per ridurre i costi di trasmissione.
Grazie a una gestione completa della qualità costruttiva, all'ottimizzazione del sistema e alla selezione delle apparecchiature, l'industria fotovoltaica può migliorare l'efficienza della produzione di energia e soddisfare al meglio i requisiti operativi e di redditività.
