Solenergibransjen står overfor en rekke utfordringer, inkludert handelskriger, nasjonal politikk, tilknytningsforhold til nett og mer. Installatører og anleggseiere er bekymret for lønnsomheten til solcelleanlegg (PV), produsenter av solcelleprodukter er bekymret for mangelen på gunstig politikk, og produsenter av nettanlegg er bekymret for å oppfylle tekniske standarder. Til syvende og sist ligger kjernespørsmålet i om kraftproduksjonen fra PV-anlegg kan møte driftsmessige og lønnsomhetsmessige krav, og hvordan man kan generere mer strøm.
Bransjeeksperter påpeker at dagens solenergiproduksjon krever at man tar tak i flere problemstillinger, som sanntidsværovervåking, lastdeteksjon for distribuert og sentralisert kraftproduksjon, energilagring, utvikling av neste generasjons smarte omformere, omfattende strømkvalitetsovervåking og -kontroll, samt styring innen prosjektering, design, drift og vedlikehold.
Denne artikkelen analyserer kort faktorer som påvirker PV-kraftproduksjon fra perspektivene til konstruksjonskvalitet, optimaliseringsdesign (f.eks. ideelle helningsvinkler) og utstyr som moduler og kombinerbokser.
1. Byggekvalitet
Noen installatører, drevet av profitt, reduserer blindt byggekostnadene, noe som resulterer i kvalitetsproblemer som kan føre til et tap på 3–6 % i strømproduksjon.
Chen Lei, leder for avdelingen for ny energiproduksjon ved State Grid Smart Research Institute, fremhevet i et forum at selskaper må ta i bruk forbedrede ledelsespraksiser for å forhindre prosjektforsinkelser, velge passende og kvalifiserte materialer for å sikre kvalitet, og utføre regelmessig vedlikehold og tilsyn for å garantere at PV-stasjoner fungerer som de skal.
For installasjon av bygningsintegrerte PV-systemer bør det utarbeides en organisasjonsplan for byggeprosessen og kvalitetskontrollprosedyrer. Tilsvarende byggeplaner og sikkerhetstiltak bør også formuleres, med gjennomførbarhetsvurderinger utført når det er nødvendig.
2. Optimaliseringsdesign
Målet med systemoptimalisering er å maksimere kraftproduksjonen ved å vurdere faktorer som solinnstråling, lysrefleksjonsevne, omgivelsestemperatur, vindforhold og ytelsen og samspillet mellom ulike systemkomponenter. Mangel på optimaliseringsdesign i noen PV-anlegg fører til redusert effekt.
Viktige designhensyn inkluderer:
Skygging: Skygging påvirker systemets effektivitet betydelig, forårsaker termisk stress og reduserer modulenes levetid. Typer skyggelegging inkluderer omkringliggende bygninger, trær, selvskygging fra selve PV-systemet og midlertidig skyggelegging forårsaket av støv.
Orientering og helningsvinkel: Det er viktig å beregne den optimale helningsvinkelen, ettersom netttilkoblede eller ikke-netttilkoblede systemer krever forskjellige design. For netttilkoblede systemer bør helningsvinkelen maksimere den årlige gjennomsnittlige daglige strømproduksjonen, mens ikke-netttilkoblede systemer kan prioritere sommer- eller vinterbelastning.
For eksempel i Nanjing:
Netttilkoblede systemer oppnår maksimal årlig effekt ved en helningsvinkel på 25°, omtrent 7° mindre enn den lokale breddegraden.
Off-grid-systemer varierer: for sommerlaster er den optimale helningsvinkelen 7°, langt under den lokale breddegraden; for vinterlaster er den 46°, mye høyere enn den lokale breddegraden; for balanserte laster anbefales en helningsvinkel på 42°.
3. Utstyr
Viktig utstyr som påvirker kraftproduksjonen i PV-anlegg inkluderer solcellemoduler, kombinerbokser, omformere og nettinfrastruktur.
Solcellemoduler
Under valg av modul og systemkonstruksjon kan optimalisering av kompatibilitet og bruk av en blanding av solceller av klasse A og klasse B forbedre effektiviteten. Modulkvaliteten må sikres, med nøye vurdering av faktorer som breddegrad, spektrum, temperatur, skyggelegging, plassering og ledningsforhold, som alle påvirker modulens ytelse.
Omformere
Omformere er det eneste utstyret, bortsett fra moduler, som direkte kan forbedre effektiviteten i kraftproduksjonen – potensielt med opptil 10 %. Før installasjon anbefaler State Grid å gjennomføre simuleringseksperimenter og fokusere på kostnadsreduksjon gjennom batchproduksjon i stedet for utelukkende å satse på lavkostproduksjon.
Nettforbindelse
Netttilkobling er fortsatt en betydelig utfordring for Kinas solenergisystemer, som fortsatt er i en tidlig utviklingsfase. Manglende samsvar mellom systemdesign og strømnettet, sammen med problemet med full strømabsorpsjon i strømnettet, hindrer effektiviteten. Eksperter foreslår å prioritere lokalt strømforbruk for å redusere belastningen på nettet og bygge infrastruktur som ladestasjoner for elbiler for å senke overføringskostnadene.
Gjennom omfattende styring av byggekvalitet, systemoptimalisering og utstyrsvalg kan solcelleindustrien forbedre effektiviteten til kraftproduksjon og bedre oppfylle drifts- og lønnsomhetskrav.
