Saulės energijos pramonė susiduria su įvairiais iššūkiais, įskaitant prekybos karus, nacionalinę politiką, elektros tinklo prijungimo sąlygas ir kt. Montuotojai ir elektrinių savininkai nerimauja dėl fotovoltinių (FV) elektrinių pelningumo, saulės energijos produktų gamintojai nerimauja dėl palankios politikos trūkumo, o tinklo įrenginių gamintojai baiminasi, ar bus laikomasi techninių standartų. Galiausiai pagrindinis klausimas yra tai, ar FV elektrinių galia gali atitikti eksploatavimo ir pelningumo reikalavimus ir kaip pagaminti daugiau elektros energijos.
Pramonės ekspertai atkreipia dėmesį, kad dabartinė saulės energijos gamyba reikalauja spręsti daugybę problemų, tokių kaip realaus laiko orų stebėjimas, apkrovos aptikimas paskirstytoje ir centralizuotoje energijos gamybos sistemoje, energijos kaupimas, naujos kartos išmaniųjų keitiklių kūrimas, visapusiškas elektros energijos kokybės stebėjimas ir kontrolė, taip pat inžinerijos, projektavimo, eksploatavimo ir priežiūros valdymas.
Šiame straipsnyje trumpai analizuojami veiksniai, darantys įtaką FV energijos gamybai, atsižvelgiant į konstrukcijos kokybę, optimizavimo projektą (pvz., idealūs pasvirimo kampai) ir įrangą, pvz., modulius ir jungiamąsias dėžes.
1. Statybos kokybė
Kai kurie montuotojai, vedami pelno, aklai mažina statybos sąnaudas, todėl kyla kokybės problemų, dėl kurių energijos gamyba gali sumažėti 3–6 %.
Chen Lei, Valstybinio tinklo išmaniųjų tyrimų instituto Naujosios energijos gamybos skyriaus vadovas, forume pabrėžė, kad įmonės privalo taikyti patobulintą valdymo praktiką, kad būtų išvengta projektų vėlavimų, pasirinkti tinkamas ir kvalifikuotas medžiagas kokybei užtikrinti, ir reguliariai prižiūrėti bei prižiūrėti FV jėgaines, kad būtų užtikrintas tinkamas jų veikimas.
Pastate integruotų FV sistemų įrengimui turėtų būti parengtas statybos organizavimo planas ir kokybės kontrolės procedūros. Taip pat turėtų būti parengtos atitinkamos statybos schemos ir saugos priemonės, o prireikus atliekami įgyvendinamumo vertinimai.
2. Optimizavimo dizainas
Sistemos optimizavimo tikslas – maksimaliai padidinti energijos gamybą, įvertinant tokius veiksnius kaip saulės spinduliuotė, šviesos atspindėjimas, aplinkos temperatūra, vėjo sąlygos ir įvairių sistemos komponentų veikimas bei sąveika. Optimizavimo projekto stoka kai kuriose FV elektrinėse lemia sumažintą energijos gamybą.
Svarbiausi projektavimo aspektai:
Šešėlis: Šešėlis daro didelę įtaką sistemos efektyvumui, sukelia šiluminį įtempį ir sutrumpina modulio tarnavimo laiką. Šešėlio tipai apima aplinkinius pastatus, medžius, savaiminį šešėliavimą nuo pačios FV sistemos ir laikiną dulkių sukeltą šešėliavimą.
Orientacija ir pasvirimo kampas: Optimalaus pasvirimo kampo apskaičiavimas yra būtinas, nes prie tinklo prijungtoms arba neprijungtoms sistemoms reikalingos skirtingos konstrukcijos. Prie tinklo prijungtoms sistemoms pasvirimo kampas turėtų maksimaliai padidinti metinę vidutinę paros energijos gamybą, o neprijungtoms sistemoms gali būti teikiama pirmenybė vasaros arba žiemos apkrovoms.
Pavyzdžiui, Nandzinge:
Prie tinklo prijungtos sistemos pasiekia maksimalią metinę energijos gamybą esant 25° pasvirimo kampui, maždaug 7° mažesniam nei vietinė platuma.
Autonominės sistemos skiriasi: vasaros apkrovoms optimalus pasvirimo kampas yra 7°, gerokai žemiau vietinės platumos; žiemos apkrovoms – 46°, gerokai aukščiau vietinės platumos; subalansuotoms apkrovoms rekomenduojamas 42° pasvirimo kampas.
3. Įranga
Pagrindinė įranga, turinti įtakos elektros energijos gamybai FV elektrinėse, yra saulės moduliai, jungimo dėžės, keitikliai ir tinklo infrastruktūra.
Saulės moduliai
Modulių pasirinkimo ir sistemos kūrimo metu suderinamumo optimizavimas ir A bei B klasės saulės elementų derinys gali padidinti efektyvumą. Modulių kokybė turi būti užtikrinta atidžiai atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip platuma, spektras, temperatūra, šešėliavimas, vieta ir laidų sąlygos, kurie visi turi įtakos modulio veikimui.
Inverteriai
Inverteriai yra vienintelė įranga, be modulių, kuri gali tiesiogiai pagerinti elektros energijos gamybos efektyvumą – potencialiai iki 10 %. Prieš diegiant „State Grid“ rekomenduoja atlikti modeliavimo eksperimentus ir sutelkti dėmesį į sąnaudų mažinimą taikant serijinę gamybą, o ne vien siekti mažos gamybos sąnaudų.
Tinklo jungtis
Prisijungimas prie tinklo išlieka dideliu iššūkiu Kinijos saulės energijos sistemoms, kurios vis dar yra ankstyvoje kūrimo stadijoje. Sistemų projektavimo ir tinklo neatitikimai, taip pat visiško tinklo absorbcijos problema, trukdo efektyvumui. Ekspertai siūlo teikti pirmenybę vietos energijos suvartojimui, siekiant sumažinti tinklo apkrovą, ir statyti infrastruktūrą, pavyzdžiui, elektromobilių įkrovimo stoteles, kad sumažėtų perdavimo išlaidos.
Visapusiškai valdydama statybos kokybę, optimizuodama sistemas ir parinkdama įrangą, fotovoltinių elementų pramonė gali padidinti energijos gamybos efektyvumą ir geriau atitikti eksploatavimo bei pelningumo reikalavimus.
