Industrija sončne energije se sooča z različnimi izzivi, vključno s trgovinskimi vojnami, nacionalnimi politikami, pogoji za priključitev na omrežje in drugimi. Monterji in lastniki elektrarn so zaskrbljeni zaradi dobičkonosnosti fotovoltaičnih (PV) elektrarn, proizvajalci sončnih izdelkov so zaskrbljeni zaradi pomanjkanja ugodnih politik, proizvajalci omrežnih naprav pa so zaskrbljeni glede izpolnjevanja tehničnih standardov. Navsezadnje je ključno vprašanje, ali lahko izhodna moč PV elektrarn zadosti operativnim in dobičkonosnim zahtevam ter kako proizvesti več električne energije.
Strokovnjaki iz industrije poudarjajo, da je treba pri trenutni proizvodnji sončne energije obravnavati več vprašanj, kot so spremljanje vremena v realnem času, zaznavanje obremenitve za porazdeljeno in centralizirano proizvodnjo energije, shranjevanje energije, razvoj pametnih razsmernikov naslednje generacije, celovito spremljanje in nadzor kakovosti električne energije ter upravljanje na področju inženiringa, načrtovanja, delovanja in vzdrževanja.
Ta članek na kratko analizira dejavnike, ki vplivajo na proizvodnjo fotovoltaične energije, z vidika kakovosti gradnje, optimizacijske zasnove (npr. idealnih kotov nagiba) in opreme, kot so moduli in kombiniralne omarice.
1. Kakovost gradnje
Nekateri monterji, ki jih žene dobiček, slepo znižujejo stroške gradnje, kar povzroča težave s kakovostjo, ki lahko povzročijo 3–6 % izgubo proizvodnje električne energije.
Chen Lei, vodja oddelka za novo proizvodnjo energije pri državnem raziskovalnem inštitutu za pametna omrežja, je na forumu poudaril, da morajo podjetja sprejeti izpopolnjene prakse upravljanja, da bi preprečila zamude pri projektih, izbrati ustrezne in kvalificirane materiale za zagotavljanje kakovosti ter izvajati redno vzdrževanje in nadzor, da bi zagotovila pravilno delovanje sončnih elektrarn.
Za vgradnjo stavbno integriranih fotonapetostnih sistemov je treba pripraviti načrt gradbene organizacije in postopke nadzora kakovosti. Oblikovati je treba tudi ustrezne gradbene sheme in varnostne ukrepe, po potrebi pa tudi ocene izvedljivosti.
2. Optimizacijska zasnova
Cilj optimizacije sistema je maksimiranje proizvodnje energije z ocenjevanjem dejavnikov, kot so sončno obsevanje, odbojnost svetlobe, temperatura okolice, vetrovni pogoji ter delovanje in interakcija različnih komponent sistema. Pomanjkanje optimizacijske zasnove v nekaterih sončnih elektrarnah vodi do zmanjšane izhodne moči.
Ključni vidiki oblikovanja vključujejo:
Senčenje: Senčenje pomembno vpliva na učinkovitost sistema, povzroča toplotne obremenitve in skrajša življenjsko dobo modulov. Vrste senčenja vključujejo okoliške stavbe, drevesa, samosenčenje zaradi samega PV sistema in začasno senčenje zaradi prahu.
Usmerjenost in kot nagiba: Izračun optimalnega kota nagiba je bistvenega pomena, saj sistemi, priključeni na omrežje, in sistemi, ki niso priključeni na omrežje, zahtevajo različne zasnove. Pri sistemih, priključenih na omrežje, mora kot nagiba maksimirati povprečno letno dnevno izhodno moč, medtem ko lahko sistemi, ki niso priključeni na omrežje, dajejo prednost poletnim ali zimskim obremenitvam.
Na primer, v Nanjingu:
Sistemi, priključeni na omrežje, dosežejo največjo letno proizvodnjo energije pri kotu nagiba 25°, kar je približno 7° manj od lokalne zemljepisne širine.
Sistemi, ki niso priključeni na omrežje, se razlikujejo: za poletne obremenitve je optimalni kot nagiba 7°, kar je precej pod lokalno zemljepisno širino; za zimske obremenitve je 46°, kar je precej višje od lokalne zemljepisne širine; za uravnotežene obremenitve je priporočljiv kot nagiba 42°.
3. Oprema
Ključna oprema, ki vpliva na proizvodnjo električne energije v sončnih elektrarnah, vključuje sončne module, kombiniralne omarice, razsmernike in omrežno infrastrukturo.
Sončni moduli
Med izbiro modulov in konstrukcijo sistema lahko optimizacija združljivosti in uporaba kombinacije sončnih celic razreda A in B izboljšata učinkovitost. Zagotoviti je treba kakovost modulov, pri čemer je treba skrbno upoštevati dejavnike, kot so zemljepisna širina, spekter, temperatura, senčenje, lokacija in pogoji ožičenja, ki vsi vplivajo na delovanje modulov.
Inverterji
Razsmerniki so poleg modulov edina oprema, ki lahko neposredno izboljša učinkovitost proizvodnje električne energije – potencialno do 10 %. State Grid pred namestitvijo priporoča izvedbo simulacijskih poskusov in osredotočanje na zmanjšanje stroškov s serijsko proizvodnjo, namesto da bi se osredotočili zgolj na nizkocenovno proizvodnjo.
Priključitev na omrežje
Priključitev na omrežje ostaja velik izziv za kitajske sisteme sončne energije, ki so še vedno v zgodnjih fazah razvoja. Neusklajenosti med zasnovami sistemov in omrežjem, skupaj s problemom popolne absorpcije iz omrežja, ovirajo učinkovitost. Strokovnjaki predlagajo, da se za zmanjšanje obremenitve omrežja da prednost lokalni porabi energije, za znižanje stroškov prenosa pa gradnja infrastrukture, kot so polnilnice za električna vozila.
Z celovitim upravljanjem kakovosti gradnje, optimizacijo sistema in izbiro opreme lahko fotovoltaična industrija izboljša učinkovitost proizvodnje energije in bolje izpolni operativne in dobičkonosne zahteve.
