घरेलू डीसी/एसी पावर अनुपात डिज़ाइन समाधान

फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन प्रणाली के डिजाइन में, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की स्थापित क्षमता और इन्वर्टर की रेटेड क्षमता का अनुपात डीसी/एसी पावर अनुपात है।

जो एक बहुत ही महत्वपूर्ण डिज़ाइन पैरामीटर है। 2012 में जारी "फोटोवोल्टिक पावर जेनरेशन सिस्टम दक्षता मानक" में, क्षमता अनुपात 1: 1 के अनुसार डिज़ाइन किया गया है, लेकिन प्रकाश की स्थिति और तापमान के प्रभाव के कारण, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल तक नहीं पहुंच सकते हैं अधिकांश समय नाममात्र की बिजली, और इन्वर्टर मूल रूप से सभी पूरी क्षमता से कम पर चल रहे होते हैं, और अधिकांश समय बर्बाद करने की क्षमता के चरण में होते हैं।

अक्टूबर 2020 के अंत में जारी मानक में, फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों की क्षमता अनुपात को पूरी तरह से उदार बनाया गया, और घटकों और इनवर्टर का अधिकतम अनुपात 1.8:1 तक पहुंच गया। नए मानक से घटकों और इनवर्टर की घरेलू मांग में काफी वृद्धि होगी। यह बिजली की लागत को कम कर सकता है और फोटोवोल्टिक समता के युग के आगमन में तेजी ला सकता है।

यह पेपर शेडोंग में वितरित फोटोवोल्टिक प्रणाली को एक उदाहरण के रूप में लेगा, और फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की वास्तविक उत्पादन शक्ति, अति-प्रावधान के कारण होने वाले नुकसान के अनुपात और अर्थव्यवस्था के परिप्रेक्ष्य से इसका विश्लेषण करेगा।

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सौर पैनलों के अत्यधिक प्रावधान का चलन

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वर्तमान में, दुनिया में फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों का औसत अति-प्रावधान 120% से 140% के बीच है। ओवर-प्रोविजनिंग का मुख्य कारण यह है कि पीवी मॉड्यूल वास्तविक ऑपरेशन के दौरान आदर्श चरम शक्ति तक नहीं पहुंच पाते हैं। प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं:

1).अपर्याप्त विकिरण तीव्रता (सर्दी)

2).परिवेश का तापमान

3).गंदगी और धूल को रोकना

4).सोलर मॉड्यूल ओरिएंटेशन पूरे दिन इष्टतम नहीं है (ट्रैकिंग ब्रैकेट एक कारक से कम हैं)

5).सोलर मॉड्यूल क्षीणन: पहले वर्ष में 3%, उसके बाद प्रति वर्ष 0.7%

6).सौर मॉड्यूल के तारों के भीतर और बीच के नुकसान का मिलान

विभिन्न अति-प्रावधान अनुपातों के साथ दैनिक बिजली उत्पादन घटता है

हाल के वर्षों में, फोटोवोल्टिक प्रणालियों के अति-प्रावधान अनुपात में बढ़ती प्रवृत्ति देखी गई है।

सिस्टम हानि के कारणों के अलावा, हाल के वर्षों में घटकों की कीमतों में और गिरावट और इन्वर्टर प्रौद्योगिकी में सुधार के कारण कनेक्ट किए जा सकने वाले तारों की संख्या में वृद्धि हुई है, जिससे अति-प्रावधान अधिक से अधिक किफायती हो गया है। घटकों के अति-प्रावधान से बिजली की लागत भी कम हो सकती है, जिससे परियोजना की आंतरिक वापसी दर में सुधार होता है, जिससे परियोजना निवेश की जोखिम-विरोधी क्षमता बढ़ जाती है।

इसके अलावा, उच्च-शक्ति फोटोवोल्टिक मॉड्यूल इस स्तर पर फोटोवोल्टिक उद्योग के विकास में मुख्य प्रवृत्ति बन गए हैं, जिससे घटकों के अति-प्रावधान और घरेलू फोटोवोल्टिक स्थापित क्षमता में वृद्धि की संभावना बढ़ जाती है।

उपरोक्त कारकों के आधार पर, अति-प्रावधान फोटोवोल्टिक परियोजना डिजाइन का चलन बन गया है।

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बिजली उत्पादन और लागत विश्लेषण

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उदाहरण के तौर पर मालिक द्वारा निवेश किए गए 6kW घरेलू फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन को लेते हुए, LONGi 540W मॉड्यूल, जो आमतौर पर वितरित बाजार में उपयोग किए जाते हैं, का चयन किया जाता है। अनुमान है कि प्रतिदिन औसतन 20 kWh बिजली पैदा की जा सकती है, और वार्षिक बिजली उत्पादन क्षमता लगभग 7,300 kWh है।

घटकों के विद्युत मापदंडों के अनुसार, अधिकतम कार्य बिंदु का कार्यशील प्रवाह 13A है। बाज़ार में उपलब्ध मुख्यधारा इन्वर्टर GoodWe GW6000-DNS-30 चुनें। इस इन्वर्टर का अधिकतम इनपुट करंट 16A है, जो मौजूदा बाजार के अनुकूल हो सकता है। उच्च वर्तमान घटक। शेडोंग प्रांत के यंताई शहर में प्रकाश संसाधनों के वार्षिक कुल विकिरण के 30-वर्षीय औसत मूल्य को संदर्भ के रूप में लेते हुए, विभिन्न अति-अनुपात अनुपात वाले विभिन्न प्रणालियों का विश्लेषण किया गया।

2.1 सिस्टम दक्षता

एक ओर, अति-प्रावधान से बिजली उत्पादन में वृद्धि होती है, लेकिन दूसरी ओर, डीसी पक्ष पर सौर मॉड्यूल की संख्या में वृद्धि के कारण, सौर स्ट्रिंग में सौर मॉड्यूल की मिलान हानि और हानि होती है। डीसी लाइन में वृद्धि, इसलिए एक इष्टतम क्षमता अनुपात है, सिस्टम की दक्षता को अधिकतम करें। पीवीसिस्ट सिमुलेशन के बाद, 6kVA सिस्टम के विभिन्न क्षमता अनुपात के तहत सिस्टम दक्षता प्राप्त की जा सकती है। जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है, जब क्षमता अनुपात लगभग 1.1 होता है, तो सिस्टम दक्षता अधिकतम तक पहुंच जाती है, जिसका अर्थ यह भी है कि इस समय घटकों की उपयोग दर सबसे अधिक है।

विभिन्न क्षमता अनुपातों के साथ सिस्टम दक्षता और वार्षिक बिजली उत्पादन

2.2 बिजली उत्पादन और राजस्व

विभिन्न अति-प्रावधान अनुपातों के तहत सिस्टम दक्षता और 20 वर्षों में मॉड्यूल की सैद्धांतिक क्षय दर के अनुसार, विभिन्न क्षमता-प्रावधान अनुपातों के तहत वार्षिक बिजली उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है। 0.395 युआन/किलोवाट (शेडोंग में डिसल्फराइज्ड कोयले के लिए बेंचमार्क बिजली मूल्य) की ऑन-ग्रिड बिजली कीमत के अनुसार, वार्षिक बिजली बिक्री राजस्व की गणना की जाती है। गणना परिणाम उपरोक्त तालिका में दिखाए गए हैं।

2.3 लागत विश्लेषण

लागत वह है जिसके बारे में घरेलू फोटोवोल्टिक परियोजनाओं के उपयोगकर्ता अधिक चिंतित हैं। उनमें से, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल और इनवर्टर मुख्य उपकरण सामग्री हैं, और अन्य सहायक सामग्री जैसे फोटोवोल्टिक ब्रैकेट, सुरक्षा उपकरण और केबल, साथ ही परियोजना के लिए स्थापना-संबंधी लागत निर्माण। इसके अलावा, उपयोगकर्ताओं को फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों के रखरखाव की लागत पर भी विचार करने की आवश्यकता है। औसत रखरखाव लागत कुल निवेश लागत का लगभग 1% से 3% तक होती है। कुल लागत में, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल का योगदान लगभग 50% से 60% है। उपरोक्त लागत व्यय मदों के आधार पर, वर्तमान घरेलू फोटोवोल्टिक लागत इकाई मूल्य मोटे तौर पर निम्न तालिका में दिखाया गया है:

आवासीय पीवी सिस्टम की अनुमानित लागत

अलग-अलग ओवर-प्रोविजनिंग अनुपात के कारण, सिस्टम लागत भी अलग-अलग होगी, जिसमें घटक, ब्रैकेट, डीसी केबल और इंस्टॉलेशन शुल्क शामिल हैं। उपरोक्त तालिका के अनुसार, विभिन्न अति-प्रावधान अनुपातों की लागत की गणना की जा सकती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

विभिन्न अतिप्रावधान अनुपातों के अंतर्गत सिस्टम लागत, लाभ और दक्षताएँ

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वृद्धिशील लाभ विश्लेषण

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उपरोक्त विश्लेषण से यह देखा जा सकता है कि यद्यपि ओवर-प्रोविजनिंग अनुपात में वृद्धि के साथ वार्षिक बिजली उत्पादन और आय में वृद्धि होगी, निवेश लागत में भी वृद्धि होगी। इसके अलावा, उपरोक्त तालिका से पता चलता है कि युग्मित होने पर सिस्टम दक्षता 1.1 गुना अधिक सर्वोत्तम है। इसलिए, तकनीकी दृष्टिकोण से, 1.1x अधिक वजन इष्टतम है।

हालाँकि, निवेशकों के दृष्टिकोण से, तकनीकी दृष्टिकोण से फोटोवोल्टिक प्रणालियों के डिजाइन पर विचार करना पर्याप्त नहीं है। आर्थिक दृष्टिकोण से निवेश आय पर अधिक आवंटन के प्रभाव का विश्लेषण करना भी आवश्यक है।

उपरोक्त विभिन्न क्षमता अनुपातों के तहत निवेश लागत और बिजली उत्पादन आय के अनुसार, 20 वर्षों के लिए सिस्टम की kWh लागत और रिटर्न की कर-पूर्व आंतरिक दर की गणना की जा सकती है।

एलसीओई और आईआरआर अलग-अलग अतिप्रावधान अनुपात के तहत

जैसा कि उपरोक्त आंकड़े से देखा जा सकता है, जब क्षमता आवंटन अनुपात छोटा होता है, तो क्षमता आवंटन अनुपात में वृद्धि के साथ सिस्टम का बिजली उत्पादन और राजस्व बढ़ता है, और इस समय बढ़ा हुआ राजस्व अतिरिक्त लागत को कवर कर सकता है। आवंटन। जब क्षमता अनुपात बहुत बड़ा होता है, तो अतिरिक्त हिस्से की बिजली सीमा में क्रमिक वृद्धि और लाइन लॉस में वृद्धि जैसे कारकों के कारण सिस्टम की आंतरिक वापसी दर धीरे-धीरे कम हो जाती है। जब क्षमता अनुपात 1.5 होता है, तो सिस्टम निवेश की वापसी की आंतरिक दर (आईआरआर) सबसे बड़ी होती है। इसलिए, आर्थिक दृष्टिकोण से, 1.5:1 इस प्रणाली के लिए इष्टतम क्षमता अनुपात है।

उपरोक्त विधि के माध्यम से, विभिन्न क्षमताओं के तहत सिस्टम के इष्टतम क्षमता अनुपात की गणना अर्थव्यवस्था के परिप्रेक्ष्य से की जाती है, और परिणाम इस प्रकार हैं:

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उपसंहार

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शेडोंग के सौर संसाधन डेटा का उपयोग करके, विभिन्न क्षमता अनुपात की शर्तों के तहत, खो जाने के बाद इन्वर्टर तक पहुंचने वाले फोटोवोल्टिक मॉड्यूल आउटपुट की शक्ति की गणना की जाती है। जब क्षमता अनुपात 1.1 है, तो सिस्टम हानि सबसे कम है, और घटक उपयोग दर इस समय सबसे अधिक है। हालांकि, आर्थिक दृष्टिकोण से, जब क्षमता अनुपात 1.5 है, तो फोटोवोल्टिक परियोजनाओं का राजस्व सबसे अधिक है . फोटोवोल्टिक प्रणाली को डिजाइन करते समय, न केवल तकनीकी कारकों के तहत घटकों की उपयोग दर पर विचार किया जाना चाहिए, बल्कि अर्थव्यवस्था भी परियोजना डिजाइन की कुंजी है।आर्थिक गणना के माध्यम से, 8kW सिस्टम 1.3 सबसे किफायती है जब इसका अधिक प्रावधान किया गया है, 10kW सिस्टम 1.2 सबसे किफायती है जब इसका अधिक प्रावधान किया गया है, और 15kW सिस्टम 1.2 सबसे किफायती है जब इसका अधिक प्रावधान किया गया है .

जब उद्योग और वाणिज्य में क्षमता अनुपात की आर्थिक गणना के लिए एक ही विधि का उपयोग किया जाता है, तो सिस्टम की प्रति वाट लागत में कमी के कारण, आर्थिक रूप से इष्टतम क्षमता अनुपात अधिक होगा। इसके अलावा, बाजार कारणों से, फोटोवोल्टिक प्रणालियों की लागत भी काफी भिन्न होगी, जो इष्टतम क्षमता अनुपात की गणना को भी काफी प्रभावित करेगी। यही मूल कारण है कि विभिन्न देशों ने फोटोवोल्टिक प्रणालियों के डिजाइन क्षमता अनुपात पर प्रतिबंध जारी किए हैं।