Système photovoltaïque (PV) en raison de l'atténuation de la puissance des composants, de l'ombrage de la poussière et de l'existence de pertes de ligne, associés aux différences de conditions d'éclairage dans différentes régions, afin d'optimiser les revenus du système, des ingénieurs de conception expérimentés correspondront à la capacité totale de modules PV d'une capacité supérieure à celle du onduleur solaire, ce que l'on appelle la surconsommation. C’est ce qu’on appelle la surconsommation. Une suradaptation appropriée peut améliorer les revenus globaux du système de centrale électrique. Dans la conception supérieure, le grand onduleur centralisé est facile à surpasser en raison de sa grande puissance autonome, la puissance de chaque chaîne est très faible par rapport à la puissance nominale autonome et il est très flexible dans la configuration de l'entrée CC. , qui a été accepté et largement utilisé par les propriétaires de centrales électriques.
Il est avantageux d'utiliser onduleurs de chaîne dans les petites centrales électriques sur les toits et les petites centrales électriques en colline. Ces onduleurs string peuvent-ils répondre aux exigences d'une conception surpassée et quelle est la capacité d'une conception surpassée ? J'ai enquêté et analysé certains grands fabricants d'onduleurs de chaîne dans le pays et à l'étranger, et j'ai découvert que la majorité des onduleurs de chaîne des fabricants peuvent atteindre une capacité de dépassement de 1.1 fois, voire plus, mais j'ai également constaté que les produits des fabricants individuels d'onduleurs de chaîne présentent de graves défauts de conception, non seulement ils n'ont pas de capacité supérieure, mais ils ne peuvent même pas utiliser pleinement la puissance nominale de l'onduleur. La puissance réellement disponible de l'onduleur est considérablement réduite, ce qui entraîne directement une augmentation de l'investissement initial de l'utilisateur.
Onduleur string dépassant les exigences de conception
Les onduleurs de chaîne, en raison de la petite puissance d'une seule machine et des caractéristiques du MPPT multidirectionnel, conviennent aux petits toits, aux petites collines et à d'autres centrales électriques distribuées complexes, ce qui peut résoudre efficacement les problèmes de disposition irrégulière des composants, d'orientations différentes, et ombrage local. Avec le développement d'applications distribuées nationales, l'application des onduleurs string augmente également.
Dans la conception overmatching, en plus de prendre en compte la perte du système, le rapport de capacité optimal (capacité du module : capacité de l'onduleur) est principalement déterminé par les conditions d'éclairage de l'emplacement où se trouve la centrale électrique. La plupart des centrales électriques distribuées nationales sont situées dans la partie sud-est de la Chine et, selon la classification des zones de ressources du Centre d'évaluation de l'énergie éolienne et solaire de l'Administration météorologique nationale, la plupart d'entre elles se trouvent dans les zones de ressources légères II, III, IV, avec conditions d'éclairage relativement mauvaises. Dans de telles zones, le ratio de capacité doit être d'au moins 1.1 fois ou plus afin d'atteindre le coût optimal du système d'électricité et de maximiser le retour sur investissement des investisseurs. Quelles sont les exigences spécifiques pour les onduleurs string lors de la conception d’une suradaptation ?
Nécessité d'évaluer la puissance CA réellement disponible de l'onduleur
La suradaptation est la capacité du module d'une centrale photovoltaïque par rapport à la capacité du côté CA. Pour une centrale photovoltaïque, la capacité doit être calibrée en termes de capacité côté alimentation CA. Par exemple, une usine de 20 MW signifie que sa puissance de sortie côté CA peut atteindre 20 MW, et non que la puissance du côté CC du module est de 20 MW. il en va de même pour l'onduleur. Tout d'abord, nous devons prêter attention à son paramètre de puissance nominale CA, puis analyser sa « puissance CA réellement disponible ». La « puissance CA réellement disponible » des onduleurs string est celle qui est vraiment significative en cas de surallocation. Tel qu'un onduleur string, ses paramètres de puissance nominale côté AC sont de 36 kW, mais selon son côté DC, la puissance maximale réelle peut être configurée à la puissance de seulement 34 kWp, en tenant compte de la propre perte de l'onduleur, son « côté AC réellement disponible » La puissance nominale "doit être inférieure à 34 kW, du point de vue du coefficient de suradaptation 1.1, la version réelle du point de vue du facteur de suradaptation 1.1, la version réelle de la "puissance nominale réelle disponible côté CA" peut être de seulement 30 kW. Par conséquent, « la puissance côté CA réellement disponible » est la prémisse du système pour une conception surpassée.
L'onduleur doit avoir une bonne capacité de dissipation thermique
L'onduleur doit avoir une bonne capacité de dissipation thermique. Étant donné que les onduleurs string sont principalement utilisés dans les centrales électriques distribuées complexes telles que les petits toits et les petites collines, la température ambiante est élevée et les conditions de dissipation thermique sont relativement mauvaises. Par exemple, en été, lorsqu'il fait chaud, la température ambiante du toit est d'au moins 10 ℃ supérieure à celle de la centrale électrique au sol en raison du rayonnement thermique des tuiles ou du toit en ciment après avoir été irradié par la lumière. Dans un tel scénario, la durée de fonctionnement de l'onduleur à pleine charge et en surcharge sera plus longue après une surallocation du système, ce qui pose un défi pour la capacité de dissipation thermique de l'onduleur. Par conséquent, une capacité de dissipation thermique efficace est la garantie d’un fonctionnement stable et non décroissant des onduleurs. Lors du choix de l'onduleur, la sélection de la méthode de dissipation thermique doit également être prudente, le test réel montre que, pour des équipements électroniques de puissance de plusieurs dizaines de kW, fonctionnant à pleine charge pendant une longue période, l'effet de refroidissement intelligent du ventilateur est meilleur.
Le nombre de bornes d'entrée DC doit être suffisamment grand
Afin de réaliser une conception optimale, les onduleurs string ont besoin d'un nombre suffisant de bornes. À l'heure actuelle, la puissance des composants domestiques couramment utilisés est de 255 W, 260 W, 270 W, généralement chaque chaîne se compose de 22 composants connectés en série. En prenant comme exemple la puissance nominale CA commune actuelle d'un onduleur de chaîne de 40 kW, les coefficients de suradaptation correspondant aux différents nombres de bornes peuvent être calculés comme indiqué dans le tableau 1.
Tableau 1 La puissance correspondant aux différents numéros de bornes et les coefficients de suradaptation correspondants
Comme le montre le tableau 1, pour un onduleur de chaîne de puissance nominale de 40 kW CA, pour les composants courants de 270 W et moins, l'onduleur de chaîne de 40 kW doit être configuré avec au moins 8 chaînes afin de satisfaire à l'exigence de conception supérieure de 1.1 ou plus. Différent du schéma d'onduleur centralisé, l'onduleur de chaîne est directement connecté aux composants, il n'y a pas de liaison de convergence CC au milieu, le nombre de chaînes de composants connectées est limité par le nombre de ses propres bornes d'entrée, par conséquent, un nombre suffisant de bornes d'entrée pour obtenir la garantie nécessaire d’une conception surpassée.
La capacité de surcharge de l'onduleur doit être aussi grande que possible
L'onduleur doit avoir une forte capacité de surcharge. D'une part, lorsque l'énergie de sortie du module est encore supérieure à la puissance nominale de l'onduleur après déduction de la perte de ligne côté CC, l'onduleur avec capacité de surcharge peut minimiser le temps de limitation de la production et réduire la perte de production d'électricité. . D'un autre côté, alors que de plus en plus d'utilisateurs utilisent des onduleurs pour remplacer la fonction SVG des centrales électriques, les onduleurs dotés d'une capacité de surcharge peuvent produire une puissance active dépassant la capacité nominale tout en répondant à la répartition de la puissance réactive.
Recherche sur la capacité de surcharge des onduleurs string des principaux fabricants
Quelle est la situation réelle de la capacité de surallocation des onduleurs string des grands fabricants ? La puissance CA réellement disponible correspond-elle au tableau des paramètres ? La capacité de dissipation thermique est-elle suffisante ? Le nombre de bornes côté DC est-il suffisant ? Qu'en est-il de la capacité de surcharge de l'onduleur ? En gardant ces questions à l’esprit, Shielden a mené une recherche auprès des principaux fabricants nationaux et internationaux tels que SMA, Delta, Sunny Power, Guriwatts et ShanYi. Les principaux paramètres de chaque onduleur sont résumés dans le tableau 2. Selon les données du tableau et combinées avec la recherche, on peut conclure :
(1) La plupart des onduleurs string sont calibrés avec la puissance nominale du côté AC, et la puissance disponible réelle du côté AC est suffisante, mais il existe un onduleur dont la puissance disponible réelle est petite, ce qui est non seulement incapable de être configuré à pleine charge, sans parler de surallocation. En combinaison avec l'analyse des tableaux 1 et 2, on peut voir que la capacité d'accès maximale du côté CC de l'entrée à 6 canaux est bien inférieure à la valeur de puissance revendiquée de 40 kW du modèle de produit, et ne peut même pas atteindre la valeur revendiquée. puissance de sortie nominale de 36 kW, de sorte que la capacité réelle utilisable de l'onduleur est considérablement réduite et que la conception de la surallocation est encore plus impossible à parler. Cela augmente considérablement le coût du kWh du système, ce qui affecte sérieusement les revenus de l'investisseur.
(2) La plupart des onduleurs string utilisent des ventilateurs pour dissiper la chaleur, ce qui peut garantir un fonctionnement stable en cas de surcharge pendant une longue période en cas de dépassement, mais il existe un onduleur sans ventilateur externe, même sous une alimentation normale, la durée de vie de l'onduleur lui-même est remise en question, et il est encore plus impossible de parler de dépassement.
D'après les résultats de l'enquête présentés dans le tableau 2, les principaux fabricants utilisent le refroidissement par ventilateur comme solution de refroidissement standard. Afin de comparer la différence de performances entre le refroidissement par ventilateur et le refroidissement naturel, j'ai étudié l'effet de refroidissement des onduleurs string de 40 kW de différents fabricants, et les résultats ont montré qu'avec la même température ambiante de 45 ℃ en fonctionnement à pleine charge, l'augmentation de la température de la clé Les composants tels que les IGBT et les condensateurs à l'intérieur de l'onduleur 40 kW du fabricant A avec refroidissement naturel sont au moins 10 ℃ supérieurs à ceux du fabricant B avec refroidissement par ventilateur intelligent, ce qui signifie que l'augmentation de la température des composants clés est au moins 10 ℃ supérieure à celle du fabricant B. le fabricant B avec un refroidissement intelligent par ventilateur, ce qui signifie que la durée de vie des mêmes composants est d'au moins 10 ℃ supérieure à celle du fabricant B avec un refroidissement intelligent par ventilateur. Selon la loi des dix degrés, cela signifie que dans les mêmes conditions, la durée de vie du produit de la méthode de refroidissement naturel sera réduite de moitié, et cet impact sur la durée de vie est souvent ignoré par les utilisateurs car il ne peut être démontré à court terme. .
(3) Le nombre de bornes CC de la plupart des onduleurs string est plus que suffisant pour faire face à la conception surdimensionnée, et il n'y a qu'un seul onduleur qui ne dispose pas de suffisamment de bornes CC. Le côté CC de l'onduleur de chaîne de 40 kW de ce fabricant d'onduleurs est conçu avec trois MPPT, mais chaque MPPT ne peut être connecté qu'à un maximum de 2 chaînes, c'est-à-dire que le nombre de bornes du côté CC de l'onduleur n'est que de 6. Selon le tableau 1, la puissance CC maximale accessible par les terminaux à 6 voies n'est que de 34320 0.95 W et le coefficient de surallocation maximal n'est que de XNUMX, ce qui n'a pas de capacité de surallocation.
Tableau 2.Résumé du taux de suradaptation acceptable des onduleurs string des principaux fabricants internationaux d'onduleurs
Résumé
La conception supérieure du système photovoltaïque a été largement préoccupée par les utilisateurs, et grâce à une suradaptation appropriée, le rendement global des investisseurs peut être amélioré. Pour les projets distribués qui sont vigoureusement promus en Chine, un facteur de dépassement d'au moins 1.1 fois est requis. En analysant et en comparant, tous les onduleurs string ne peuvent pas être conçus pour être surpassés. Parmi les onduleurs courants de 40 kW actuels, seuls les onduleurs string dotés de plus de 8 bornes d'entrée CC peuvent réaliser un schéma de suradaptation de plus de 1.1 fois. Et l'onduleur doit avoir une marge de puissance suffisante, de bonnes performances de dissipation thermique et une certaine capacité de surcharge. Dans la conception des produits, les principaux fabricants internationaux sont orientés vers la maximisation des revenus des clients, en tenant pleinement compte de l'importance de la suradaptation du côté CC aux revenus du système, de l'étalonnage de la puissance réelle des produits onduleurs, de la dissipation thermique, du nombre de bornes d'entrée CC et de la capacité de surcharge. pleinement pris en compte pour répondre aux besoins du système en surpassant la conception.
