Dzięki rozwojowi technologii i redukcji kosztów, systemy śledzenia słońca znalazły szerokie zastosowanie w różnych elektrowniach fotowoltaicznych. W pełni automatyczny, dwuosiowy tracker słoneczny jest najbardziej oczywistym rozwiązaniem spośród wszystkich systemów śledzących, które poprawiają wytwarzanie energii. Jednak w branży brakuje wystarczających i naukowych danych na temat wpływu dwuosiowego systemu śledzenia słońca na poprawę wytwarzania energii. Poniżej przedstawiono prostą analizę wpływu dwuosiowego systemu śledzenia na poprawę wytwarzania energii, opartą na rzeczywistych danych dotyczących wytwarzania energii w 2021 roku w elektrowni słonecznej z dwuosiowym śledzeniem zainstalowanej w mieście Weifang w prowincji Szantung w Chinach.
(Brak stałego cienia pod dwuosiowym trackerem słonecznym, rośliny naziemne rosną dobrze)
Krótkie wprowadzeniesłonecznyelektrownia
Miejsce instalacji:Shandong Zhaori New Energy Tech. Co., Ltd.
Długość i szerokość geograficzna:118,98°E, 36,73°N
Czas instalacji:Listopad 2020
Skala projektu: 158 kW
Słonecznypanele:400 sztuk Dwustronne panele słoneczne Jinko 395W (2031*1008*40mm)
Falowniki:3 zestawy falowników Solis 36 kW i 1 zestaw falowników Solis 50 kW
Liczba zainstalowanych systemów śledzenia słońca:
36 zestawów dwuosiowego systemu śledzenia słońca ZRD-10, każdy wyposażony w 10 paneli słonecznych, co stanowi 90% całkowitej zainstalowanej mocy.
1 zestaw pochylonego, jednoosiowego trackera słonecznego ZRT-14 o nachyleniu 15 stopni, z zainstalowanymi 14 panelami słonecznymi.
1 zestaw regulowanego, stałego uchwytu solarnego ZRA-26, z zainstalowanymi 26 panelami słonecznymi.
Warunki gruntowe:Łąka (wzrost tylnej strony wynosi 5%)
Czas czyszczenia paneli słonecznych w2021:3 razy
Ssystemdystans:
9,5 metra w kierunku wschód-zachód / 10 metrów w kierunku północ-południe (odległość od środka do środka)
Jak pokazano na poniższym rysunku układu
Przegląd wytwarzania energii:
Poniżej przedstawiono rzeczywiste dane dotyczące wytwarzania energii elektrycznej przez elektrownię w 2021 roku, uzyskane przez Solis Cloud. Całkowita produkcja energii elektrycznej elektrowni o mocy 158 kW w 2021 roku wyniosła 285 396 kWh, a roczna liczba godzin pełnej produkcji energii wynosi 1806,3 godziny, co daje 1 806 304 kWh po przeliczeniu na 1 MW. Średni roczny efektywny czas wykorzystania energii w mieście Weifang wynosi około 1300 godzin. Zgodnie z obliczeniami 5% zysku zwrotnego dwustronnych paneli słonecznych na trawie, roczna produkcja energii przez elektrownię fotowoltaiczną o mocy 1 MW zainstalowaną pod stałym optymalnym kątem nachylenia w Weifang powinna wynieść około 1 365 000 kWh. Zatem roczny zysk energii elektrycznej tej elektrowni śledzącej słońce w porównaniu do elektrowni o stałym optymalnym kącie nachylenia oblicza się na 1 806 304/1 365 000 = 32,3%, co przekracza nasze wcześniejsze oczekiwania dotyczące 30% zysku energii elektrycznej przez elektrownię z dwuosiowym systemem śledzenia słońca.
Współczynniki zakłóceń wytwarzania energii elektrycznej przez elektrownię dwuosiową w 2021 r.:
1. Panele słoneczne wymagają mniej czasu na czyszczenie
2.2021 to rok z większą ilością opadów
3. Ze względu na ukształtowanie terenu, odległość między systemami w kierunku północ-południe jest niewielka
4. Trójosiowy system śledzenia słońca stale przechodzi testy starzenia (obracając się tam i z powrotem w kierunkach wschód-zachód i północ-południe przez 24 godziny na dobę), co ma niekorzystny wpływ na ogólną produkcję energii.
5,10% paneli słonecznych zainstalowano na regulowanym, stałym uchwycie słonecznym (zwiększenie wytwarzania energii o około 5%) oraz pochylonym, jednoosiowym uchwycie trackera słonecznego (zwiększenie wytwarzania energii o około 20%), co ogranicza efekt zwiększenia wytwarzania energii przez dwuosiowe trackery słoneczne.
6. Na zachód od elektrowni znajdują się warsztaty, które zapewniają więcej cienia, oraz niewielka ilość cienia na południe od kamienia krajobrazowego Taishan (po zainstalowaniu naszego optymalizatora mocy na panelach słonecznych, które łatwo zacieniać, w październiku 2021 r. znacznie pomogło to zmniejszyć wpływ cienia na wytwarzanie energii), jak pokazano na poniższym rysunku:
Nałożenie się powyższych czynników interferencyjnych będzie miało bardziej oczywisty wpływ na roczną produkcję energii przez elektrownię z dwuosiowym systemem śledzenia Słońca. Biorąc pod uwagę, że miasto Weifang w prowincji Szantung należy do trzeciej klasy źródeł światła (w Chinach zasoby energii słonecznej są podzielone na trzy poziomy, a trzecia klasa należy do najniższego poziomu), można wnioskować, że zmierzona produkcja energii przez dwuosiowy system śledzenia Słońca może wzrosnąć o ponad 35% bez uwzględnienia czynników interferencyjnych. Wynik ten wyraźnie przewyższa zysk energii obliczony przez PVsyst (tylko o około 25%) i inne oprogramowanie symulacyjne.
Przychody z wytwarzania energii elektrycznej w 2021 r.:
Około 82,5% energii wytwarzanej przez tę elektrownię jest wykorzystywane do produkcji i eksploatacji, a pozostałe 17,5% jest dostarczane do sieci elektroenergetycznej. Biorąc pod uwagę średni koszt energii elektrycznej w tej firmie wynoszący 0,113 USD/kWh oraz dotację do cen energii elektrycznej w sieci w wysokości 0,062 USD/kWh, dochód z produkcji energii w 2021 roku wyniósł około 29 500 USD. Biorąc pod uwagę koszt budowy wynoszący około 0,565 USD/W w momencie budowy, zwrot kosztów zajmuje zaledwie około 3 lat, a korzyści są znaczące!
Analiza elektrowni z dwuosiowym systemem śledzenia Słońca przekraczającym teoretyczne oczekiwania:
W praktycznym zastosowaniu dwuosiowego systemu śledzenia słońca występuje wiele korzystnych czynników, których nie można uwzględnić w symulacji programowej, takich jak:
Elektrownia z dwuosiowym systemem śledzenia słońca często się porusza, a kąt nachylenia jest większy, co nie sprzyja gromadzeniu się pyłu.
Podczas deszczu dwuosiowy system śledzenia słońca można ustawić pod kątem, który zapobiega omywaniu paneli słonecznych przez deszcz.
Podczas opadów śniegu, dwuosiowy system śledzenia słońca pozwala na ustawienie elektrowni pod większym kątem, co sprzyja zsuwaniu się śniegu. Szczególnie w słoneczne dni po fali mrozów i obfitych opadach śniegu, jest to bardzo korzystne dla wytwarzania energii. W przypadku niektórych stałych uchwytów, jeśli nie ma osoby, która mogłaby oczyścić śnieg, panele słoneczne mogą nie być w stanie normalnie generować energii elektrycznej przez kilka godzin, a nawet dni, z powodu pokrycia ich śniegiem, co powoduje duże straty energii.
Uchwyt śledzący słońce, a w szczególności dwuosiowy system śledzenia słońca, charakteryzuje się wyższą obudową, bardziej otwartym i jasnym spodem oraz lepszym efektem wentylacji, co sprzyja pełnemu wykorzystaniu wydajności wytwarzania energii przez dwustronne panele słoneczne.
Poniżej przedstawiono interesującą analizę danych dotyczących wytwarzania energii w różnych okresach:
Z histogramu wynika, że maj jest niewątpliwie miesiącem szczytowej produkcji energii elektrycznej w całym roku. W maju okres nasłonecznienia jest długi, dni słonecznych jest więcej, a średnia temperatura jest niższa niż w czerwcu i lipcu, co jest kluczowym czynnikiem dla osiągnięcia wysokiej sprawności wytwarzania energii. Ponadto, chociaż okres nasłonecznienia w maju nie jest najdłuższym miesiącem w roku, to jednak należy on do jednych z najintensywniejszych. Dlatego też wysoka produkcja energii w maju jest uzasadniona.
28 maja odnotowano również najwyższą dzienną produkcję energii elektrycznej w 2021 r., przy czym całkowita produkcja energii elektrycznej przekroczyła 9,5 godziny
Październik jest najniższym miesiącem w 2021 r. pod względem produkcji energii elektrycznej. Stanowi to zaledwie 62% produkcji z maja. Jest to związane z rzadką deszczową pogodą w październiku 2021 r.
Ponadto, najwyższy dzienny poziom generacji energii wystąpił 30 grudnia 2020 roku, przed rokiem 2021. Tego dnia generacja energii w panelach słonecznych przekraczała moc znamionową STC przez prawie trzy godziny, a maksymalna moc mogła osiągnąć 108% mocy znamionowej. Głównym powodem jest słoneczna pogoda, czyste powietrze i niska temperatura po fali mrozów. Tego dnia najwyższa temperatura wynosiła zaledwie -10°C.
Poniższy rysunek przedstawia typową krzywą dziennej produkcji energii przez dwuosiowy system śledzenia Słońca. W porównaniu z krzywą generacji energii przez system stałego wspornika, jego krzywa generacji energii jest bardziej płynna, a wydajność generowania energii w południe nie różni się znacząco od wydajności systemu stałego wspornika. Główną poprawą jest generowanie energii przed godziną 11:00 i po godzinie 13:00. Biorąc pod uwagę szczytowe i dolinowe ceny energii elektrycznej, okres, w którym produkcja energii przez dwuosiowy system śledzenia Słońca jest wysoka, jest w dużej mierze zgodny z okresem szczytowych cen energii elektrycznej, co oznacza, że wzrost przychodów z tytułu cen energii elektrycznej jest większy niż w przypadku systemów stałego wspornika.
Czas publikacji: 24-03-2022