S rozvojem technologií a snižováním nákladů se systémy sledování solární energie široce používají v různých fotovoltaických elektrárnách. Plně automatický dvouosý solární sledovací systém je nejzřetelnějším nástrojem pro zlepšení výroby energie, ale v oboru chybí dostatek vědeckých a skutečných dat o specifickém vlivu dvouosého solárního sledovacího systému na zlepšení výroby energie. Následuje jednoduchá analýza vlivu dvouosého sledovacího systému na zlepšení výroby energie založená na skutečných datech o výrobě energie dvouosé sledovací solární elektrárny instalované ve městě Weifang v provincii Shandong v Číně v roce 2021.
(Žádný pevný stín pod dvouosým solárním trackerem, rostliny na zemi rostou dobře)
Stručné představenísolárníelektrárna
Místo instalace:Shandong Zhaori New Energy Tech. Co., Ltd.
Zeměpisná délka a šířka:118,98° východní délky, 36,73° severní délky
Doba instalace:Listopad 2020
Rozsah projektu: 158 kW
Slunečnípanely:400 kusů Jinko 395W oboustranné solární panely (2031*1008*40 mm)
Měniče:3 sady měničů Solis 36kW a 1 sada měniče Solis 50kW
Počet instalovaných systémů sledování slunce:
36 sad dvouosého systému sledování slunce ZRD-10, každá s instalovanými 10 kusy solárních panelů, což představuje 90 % celkové instalované kapacity.
1 sada nakloněného jednoosého solárního trackeru ZRT-14 s úhlem sklonu 15 stupňů, se 14 instalovanými solárními panely.
1 sada nastavitelného pevného solárního držáku ZRA-26 s 26 nainstalovanými solárními panely.
Podmínky terénu:Travní porosty (zisk na zadní straně je 5 %)
Doby čištění solárních panelů v2021:3krát
Ssystémvzdálenost:
9,5 metrů ve směru východ-západ / 10 metrů ve směru sever-jih (vzdálenost mezi středy)
Jak je znázorněno na následujícím výkresu rozvržení
Přehled výroby energie:
Následují skutečná data o výrobě energie elektrárny v roce 2021 získaná službou Solis Cloud. Celková výroba energie elektrárny o výkonu 158 kW v roce 2021 činila 285 396 kWh a roční doba výroby plného výkonu činila 1 806,3 hodin, což po přepočtu na 1 MW představuje 1 806 304 kWh. Průměrná roční doba efektivního využití ve městě Weifang je přibližně 1300 hodin. Podle výpočtu 5% zpětného zisku oboustranných solárních panelů na trávě by roční výroba energie fotovoltaické elektrárny o výkonu 1 MW instalované s pevným optimálním úhlem sklonu ve Weifangu měla být přibližně 1 365 000 kWh, takže roční zisk výroby energie této solární elektrárny se sledovacím systémem v porovnání s elektrárnou s pevným optimálním úhlem sklonu je vypočítán na 1 806 304 / 1 365 000 = 32,3 %, což překračuje naše předchozí očekávání 30% zisku výroby energie u dvouosé solární elektrárny se sledovacím systémem.
Rušivé faktory výroby energie této dvouosé elektrárny v roce 2021:
1. Solární panely potřebují méně času na čištění
2. rok 2021 je rokem s větším počtem srážek
3. V závislosti na rozloze lokality je vzdálenost mezi systémy ve směru sever-jih malá.
4. Tři dvouosé systémy sledování slunce neustále procházejí testy stárnutí (otáčejí se tam a zpět ve směru východ-západ a sever-jih 24 hodin denně), což má nepříznivý vliv na celkovou výrobu energie.
5,10 % solárních panelů je instalováno na nastavitelném pevném solárním držáku (zlepšení výroby energie přibližně o 5 %) a nakloněném držáku jednoosého solárního sledovače (zlepšení výroby energie přibližně o 20 %), což snižuje efekt zlepšení výroby energie u dvouosých solárních sledovačů.
6. Na západě elektrárny se nacházejí dílny, které přinášejí více stínu, a malé množství stínu na jihu krajinářského kamene Taishan (po instalaci našeho optimalizátoru výkonu na solární panely, které lze snadno zastínit, v říjnu 2021 výrazně pomohlo snížit dopad stínu na výrobu energie), jak je znázorněno na následujícím obrázku:
Superpozice výše uvedených interferenčních faktorů bude mít zřetelnější vliv na roční výrobu energie elektrárny s dvouosým solárním sledovacím systémem. Vzhledem k tomu, že město Weifang v provincii Shandong patří do třetí třídy osvětlovacích zdrojů (v Číně jsou solární zdroje rozděleny do tří úrovní a třetí třída patří k nejnižší úrovni), lze usoudit, že naměřená výroba energie dvouosým solárním sledovacím systémem může být zvýšena o více než 35 % bez interferenčních faktorů. To zjevně překračuje zisk výroby energie vypočítaný programem PVsyst (pouze asi 25 %) a dalším simulačním softwarem.
Příjmy z výroby elektřiny v roce 2021:
Přibližně 82,5 % elektřiny vyrobené touto elektrárnou se využívá pro výrobu a provoz továrny a zbývajících 17,5 % je dodáváno do státní sítě. Vzhledem k průměrné ceně elektřiny této společnosti ve výši 0,113 USD/kWh a dotaci na cenu elektřiny ze sítě ve výši 0,062 USD/kWh činí příjem z výroby elektřiny v roce 2021 přibližně 29 500 USD. Vzhledem k nákladům na výstavbu ve výši přibližně 0,565 USD/W v době výstavby se investice vrátí za pouhé 3 roky, což je značný přínos!
Analýza elektrárny s dvouosým systémem sledování solární energie překračující teoretická očekávání:
V praktické aplikaci dvouosého systému sledování slunce existuje mnoho příznivých faktorů, které nelze v softwarové simulaci zohlednit, jako například:
Dvouosá solární sledovací elektrárna je často v pohybu a úhel sklonu je větší, což nevede k hromadění prachu.
Když prší, dvouosý systém sledování solárních panelů lze nastavit do sklonu, který je vodivý pro dešťovou vodu a myje solární panely.
Když sněží, lze elektrárnu s dvouosým solárním sledovacím systémem nastavit na větší úhel sklonu, což vede k sesuvu sněhu. Zejména za slunečných dnů po vlně chladného počasí a silném sněžení je to velmi příznivé pro výrobu energie. U některých pevných konzol, pokud není k dispozici člověk, který by sníh čistil, nemusí být solární panely schopny normálně vyrábět elektřinu po dobu několika hodin nebo dokonce několika dnů, protože je zasypává sníh, což vede k velkým ztrátám energie.
Držák solárního sledování, zejména dvouosý systém solárního sledování, má vyšší tělo držáku, otevřenější a světlé dno a lepší ventilační efekt, což přispívá k plnému využití účinnosti výroby energie oboustranných solárních panelů.
Následuje zajímavá analýza dat o výrobě energie v určitých obdobích:
Z histogramu vyplývá, že květen je nepochybně měsícem s nejvyšší výrobou energie v celém roce. V květnu je doba slunečního záření dlouhá, je zde více slunečných dnů a průměrná teplota je nižší než v červnu a červenci, což je klíčovým faktorem pro dosažení dobré účinnosti výroby energie. Navíc, ačkoli doba slunečního záření v květnu není nejdelším měsícem v roce, sluneční záření je jedním z měsíců s nejvyšším počtem obětí. Proto je rozumné mít v květnu vysokou výrobu energie.
28. května také dosáhla nejvyšší denní výroby elektřiny v roce 2021, přičemž plná výroba elektřiny přesáhla 9,5 hodiny.
Říjen je měsícem s nejnižší výrobou elektřiny v roce 2021, což představuje pouze 62 % výroby elektřiny v květnu, což souvisí s vzácným deštivým počasím v říjnu 2021.
Kromě toho byl nejvyšší bod výroby energie za jeden den zaznamenán 30. prosince 2020 před rokem 2021. V tento den překročila výroba energie v solárních panelech jmenovitý výkon STC po dobu téměř tří hodin a nejvyšší výkon mohl dosáhnout 108 % jmenovitého výkonu. Hlavním důvodem je, že po vlně chladu je slunečné počasí, čistý vzduch a nízká teplota. Nejvyšší teplota v tento den dosahuje pouze -10 °C.
Následující obrázek znázorňuje typickou křivku výroby energie dvouosého solárního sledovacího systému za jeden den. Ve srovnání s křivkou výroby energie u pevného pásma je jeho křivka výroby energie hladší a jeho účinnost výroby energie v poledne se od pevného pásma příliš neliší. Hlavním zlepšením je výroba energie před 11:00 a po 13:00. Pokud vezmeme v úvahu špičkové a údolní ceny elektřiny, časové období, kdy je výroba energie dvouosého solárního sledovacího systému dobrá, je většinou v souladu s časovým obdobím špičkové ceny elektřiny, takže jeho nárůst příjmů z ceny elektřiny je více než u pevných pásem.
Čas zveřejnění: 24. března 2022