Solárny priemysel čelí rôznym výzvam vrátane obchodných vojen, národných politík, podmienok pripojenia k sieti a ďalších. Inštalatéri a majitelia zariadení sa obávajú o ziskovosť fotovoltaických (FV) elektrární, výrobcovia solárnych produktov sa obávajú nedostatku priaznivých politík a výrobcovia sieťových zariadení sa obávajú splnenia technických noriem. Hlavná otázka v konečnom dôsledku spočíva v tom, či výkon FV elektrární dokáže splniť prevádzkové a ziskové požiadavky a ako vyrobiť viac elektriny.
Odborníci z odvetvia poukazujú na to, že súčasná výroba solárnej energie si vyžaduje riešenie viacerých problémov, ako je monitorovanie počasia v reálnom čase, detekcia záťaže pre distribuovanú a centralizovanú výrobu energie, skladovanie energie, vývoj inteligentných invertorov novej generácie, komplexné monitorovanie a riadenie kvality energie, ako aj riadenie v oblasti inžinierstva, projektovania, prevádzky a údržby.
Tento článok stručne analyzuje faktory ovplyvňujúce výrobu fotovoltaickej energie z hľadiska kvality konštrukcie, optimalizačného návrhu (napr. ideálnych uhlov sklonu) a zariadení, ako sú moduly a zlučovacie skrinky.
1. Kvalita výstavby
Niektorí inštalatéri, poháňaní ziskom, slepo znižujú stavebné náklady, čo vedie k problémom s kvalitou, ktoré môžu spôsobiť 3 – 6 % stratu výroby energie.
Chen Lei, manažér divízie pre výrobu novej energie v Štátnom výskumnom inštitúte pre inteligentné siete, na fóre zdôraznil, že spoločnosti musia prijať prepracované postupy riadenia, aby predišli oneskoreniam projektov, vybrať vhodné a kvalifikované materiály na zabezpečenie kvality a vykonávať pravidelnú údržbu a dohľad, aby sa zaručili správne fungovanie fotovoltaických elektrární.
Pre inštaláciu fotovoltaických systémov integrovaných do budovy by sa mal vypracovať plán organizácie výstavby a postupy kontroly kvality. Mali by sa tiež sformulovať zodpovedajúce stavebné schémy a bezpečnostné opatrenia a v prípade potreby vykonať posúdenie uskutočniteľnosti.
2. Optimalizačný návrh
Cieľom optimalizácie systému je maximalizovať výrobu energie posúdením faktorov, ako je slnečné žiarenie, odrazivosť svetla, teplota okolia, veterné podmienky a výkon a interakcia rôznych komponentov systému. Nedostatok optimalizačného návrhu v niektorých fotovoltaických elektrárňach vedie k zníženiu výstupného výkonu.
Medzi kľúčové aspekty dizajnu patria:
Tienenie: Tienenie výrazne ovplyvňuje účinnosť systému, spôsobuje tepelné namáhanie a skracuje životnosť modulov. Medzi typy tienenia patria okolité budovy, stromy, samotienenie zo samotného FV systému a dočasné tienenie spôsobené prachom.
Orientácia a uhol sklonu: Výpočet optimálneho uhla sklonu je nevyhnutný, pretože systémy pripojené k sieti alebo systémy nezávislé od siete vyžadujú rôzne konštrukcie. V prípade systémov pripojených k sieti by mal uhol sklonu maximalizovať priemerný ročný denný výkon, zatiaľ čo systémy nezávislé od siete môžu uprednostňovať letné alebo zimné zaťaženie.
Napríklad v Nankingu:
Systémy pripojené k sieti dosahujú maximálny ročný výkon pri uhle sklonu 25°, čo je približne o 7° menej ako je miestna zemepisná šírka.
Systémy nezávislé od siete sa líšia: pre letné zaťaženie je optimálny uhol sklonu 7°, čo je hlboko pod miestnou zemepisnou šírkou; pre zimné zaťaženie je to 46°, čo je oveľa viac ako miestna zemepisná šírka; pre vyvážené zaťaženie sa odporúča uhol sklonu 42°.
3. Vybavenie
Medzi kľúčové zariadenia ovplyvňujúce výrobu energie vo fotovoltaických elektrárňach patria solárne moduly, zlučovacie skrinky, meniče a sieťová infraštruktúra.
Solárne moduly
Počas výberu modulov a konštrukcie systému môže optimalizácia kompatibility a použitie kombinácie solárnych článkov triedy A a triedy B zlepšiť účinnosť. Kvalita modulov musí byť zabezpečená s dôkladným zvážením faktorov, ako je zemepisná šírka, spektrum, teplota, tieňovanie, umiestnenie a podmienky zapojenia, ktoré všetky ovplyvňujú výkon modulu.
Invertory
Invertory sú okrem modulov jediným zariadením, ktoré môže priamo zlepšiť účinnosť výroby energie – potenciálne až o 10 %. Spoločnosť State Grid pred inštaláciou odporúča vykonať simulačné experimenty a zamerať sa na znižovanie nákladov prostredníctvom hromadnej výroby, a nie len na nízkonákladovú výrobu.
Pripojenie k sieti
Pripojenie k sieti zostáva významnou výzvou pre čínske solárne systémy, ktoré sú stále v počiatočných štádiách vývoja. Nesúlad medzi návrhmi systémov a sieťou spolu s problémom úplnej absorpcie zo siete brzdia efektívnosť. Odborníci navrhujú uprednostniť lokálnu spotrebu energie s cieľom znížiť zaťaženie siete a budovať infraštruktúru, ako sú nabíjacie stanice pre elektromobily, s cieľom znížiť náklady na prenos.
Prostredníctvom komplexného riadenia kvality výstavby, optimalizácie systému a výberu zariadení môže fotovoltaický priemysel zvýšiť účinnosť výroby energie a lepšie splniť prevádzkové a ziskové požiadavky.
