อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เผชิญกับความท้าทายต่างๆ มากมาย รวมถึงสงครามการค้า นโยบายระดับชาติ เงื่อนไขการเชื่อมต่อกับระบบส่งไฟฟ้า และอื่นๆ ผู้ติดตั้งและเจ้าของโรงไฟฟ้ากังวลเกี่ยวกับผลกำไรของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์กังวลเกี่ยวกับการขาดนโยบายที่เอื้ออำนวย และผู้ผลิตอุปกรณ์เชื่อมต่อกับระบบส่งไฟฟ้ากังวลเกี่ยวกับการปฏิบัติตามมาตรฐานทางเทคนิค ท้ายที่สุดแล้ว คำถามสำคัญอยู่ที่ว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะสามารถตอบสนองความต้องการด้านการดำเนินงานและผลกำไรได้หรือไม่ และจะผลิตไฟฟ้าให้ได้มากขึ้นได้อย่างไร
ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมชี้ให้เห็นว่า การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาหลายประการ เช่น การตรวจสอบสภาพอากาศแบบเรียลไทม์ การตรวจจับโหลดสำหรับการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายและแบบรวมศูนย์ การจัดเก็บพลังงาน การพัฒนาอินเวอร์เตอร์อัจฉริยะรุ่นใหม่ การตรวจสอบและควบคุมคุณภาพพลังงานอย่างครอบคลุม ตลอดจนการจัดการในด้านวิศวกรรม การออกแบบ การดำเนินงาน และการบำรุงรักษา
บทความนี้วิเคราะห์ปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยสังเขป จากมุมมองด้านคุณภาพการก่อสร้าง การออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ (เช่น มุมเอียงที่เหมาะสม) และอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์และกล่องรวมสาย
1. คุณภาพงานก่อสร้าง
ผู้ติดตั้งบางรายที่มุ่งเน้นผลกำไรเป็นหลัก อาจลดต้นทุนการก่อสร้างโดยไม่คำนึงถึงผลที่ตามมา ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพซึ่งอาจทำให้กำลังการผลิตไฟฟ้าลดลง 3-6%
เฉิน เล่ย ผู้จัดการฝ่ายผลิตไฟฟ้าพลังงานใหม่ของสถาบันวิจัยการไฟฟ้าแห่งรัฐ กล่าวในเวทีเสวนาว่า บริษัทต่างๆ ต้องนำแนวทางการบริหารจัดการที่ละเอียดรอบคอบมาใช้เพื่อป้องกันความล่าช้าของโครงการ เลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมและมีคุณภาพเพื่อรับประกันคุณภาพ และดำเนินการบำรุงรักษาและตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อรับประกันการทำงานที่เหมาะสมของสถานีผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
สำหรับการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการกับอาคาร ควรจัดทำแผนการจัดการงานก่อสร้างและขั้นตอนการควบคุมคุณภาพ นอกจากนี้ ควรจัดทำแผนงานก่อสร้างและมาตรการความปลอดภัยที่เกี่ยวข้อง พร้อมทั้งประเมินความเป็นไปได้เมื่อจำเป็น
2. การออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
เป้าหมายของการเพิ่มประสิทธิภาพระบบคือการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าให้สูงสุด โดยประเมินปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสงอาทิตย์ การสะท้อนแสง อุณหภูมิแวดล้อม สภาพลม และประสิทธิภาพและการทำงานร่วมกันของส่วนประกอบต่างๆ ในระบบ การขาดการออกแบบที่เหมาะสมในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บางแห่งส่งผลให้กำลังการผลิตลดลง
ประเด็นสำคัญในการออกแบบประกอบด้วย:
การบังเงา: การบังเงาส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน และลดอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์ ประเภทของการบังเงา ได้แก่ อาคารโดยรอบ ต้นไม้ การบังเงาจากตัวระบบโซลาร์เซลล์เอง และการบังเงาชั่วคราวที่เกิดจากฝุ่น
การวางแนวและมุมเอียง: การคำนวณมุมเอียงที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหรือระบบที่ไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าต้องการการออกแบบที่แตกต่างกัน สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า มุมเอียงควรทำให้ได้กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวันสูงสุด ในขณะที่ระบบที่ไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าอาจให้ความสำคัญกับโหลดในฤดูร้อนหรือฤดูหนาวมากกว่ากัน
ตัวอย่างเช่น ในเมืองหนานจิง:
ระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าสูงสุดต่อปีได้ที่มุมเอียง 25° ซึ่งน้อยกว่าละติจูดท้องถิ่นประมาณ 7°
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกโครงข่ายไฟฟ้ามีความแตกต่างกัน: สำหรับช่วงฤดูร้อน มุมเอียงที่เหมาะสมที่สุดคือ 7° ซึ่งต่ำกว่าละติจูดของพื้นที่มาก สำหรับช่วงฤดูหนาว มุมเอียงที่เหมาะสมคือ 46° ซึ่งสูงกว่าละติจูดของพื้นที่มาก และสำหรับระบบที่มีความสมดุล แนะนำให้ใช้มุมเอียง 42°
3. อุปกรณ์
อุปกรณ์สำคัญที่มีผลต่อการผลิตพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ แผงโซลาร์เซลล์ กล่องรวมสาย อินเวอร์เตอร์ และโครงสร้างพื้นฐานของระบบส่งไฟฟ้า
แผงโซลาร์เซลล์
ในระหว่างการคัดเลือกโมดูลและการสร้างระบบ การเพิ่มประสิทธิภาพความเข้ากันได้และการใช้เซลล์แสงอาทิตย์เกรด A และเกรด B ผสมกัน จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ ต้องมั่นใจในคุณภาพของโมดูล โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ อย่างรอบคอบ เช่น ละติจูด สเปกตรัม อุณหภูมิ เงา ตำแหน่งที่ตั้ง และสภาพการเดินสายไฟ ซึ่งทั้งหมดนี้มีผลต่อประสิทธิภาพของโมดูล
อินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์เพียงชนิดเดียว นอกเหนือจากโมดูล ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้โดยตรง ซึ่งอาจเพิ่มขึ้นได้ถึง 10% ก่อนการติดตั้ง การไฟฟ้าแห่งรัฐแนะนำให้ทำการทดลองจำลองและเน้นการลดต้นทุนผ่านการผลิตจำนวนมาก แทนที่จะมุ่งเน้นเฉพาะการผลิตต้นทุนต่ำเพียงอย่างเดียว
การเชื่อมต่อโครงข่าย
การเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้ายังคงเป็นความท้าทายสำคัญสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของจีน ซึ่งยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ความไม่สอดคล้องกันระหว่างการออกแบบระบบและโครงข่ายไฟฟ้า รวมถึงปัญหาการดูดซับพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าทั้งหมด ขัดขวางประสิทธิภาพ ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ให้ความสำคัญกับการใช้พลังงานในท้องถิ่นเพื่อลดภาระของโครงข่ายไฟฟ้า และสร้างโครงสร้างพื้นฐาน เช่น สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า เพื่อลดต้นทุนการส่งกระแสไฟฟ้า
ด้วยการบริหารจัดการอย่างครอบคลุมในด้านคุณภาพการก่อสร้าง การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ และการคัดเลือกอุปกรณ์ อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานและตอบสนองความต้องการด้านการดำเนินงานและผลกำไรได้ดียิ่งขึ้น
