Wpływ cieniowania na układy fotowoltaiczne: jak zminimalizować straty

Wpływ cieniowania na układy fotowoltaiczne: jak zminimalizować straty

Ilościowe określanie strat spowodowanych zacienieniem fotowoltaiki i główne strategie łagodzenia skutków przy użyciu projektów pół{0}}ogniw, dynamicznego śledzenia MPPT i MLPE dla projektów użyteczności publicznej oraz C&I.

Mechanika strat niedopasowania w zacienionych układach fotowoltaicznych

Częściowe zacienienie układu fotowoltaicznego (PV) powoduje powstawanie lokalnych wąskich gardeł prądu, które poważnie wpływają na całkowitą wydajność łańcucha. Kiedy pojedyncza komórka w-połączonym szeregowo ciągu doświadcza redukcji natężenia napromienienia-z powodu przeszkód strukturalnych, kurzu lub zachmurzenia-jego generowany fotoprąd spada proporcjonalnie:

Ponieważ komórki w ciągu mają wspólny prąd roboczy, zacieniona komórka staje się-odwrotna. Nie-zacienione ogniwa przepuszczają prąd przez ograniczone ogniwo, powodując rozpraszanie mocy w postaci ciepła:

To rozpraszanie energii powoduje powstawanie gorących punktów, potencjalną degradację kapsułki EVA i naprężenia termiczne, które pogarszają trwałość modułu. Oprócz degradacji fizycznej, częściowe zacienienie zmienia krzywe charakterystyczne I-V i P-V układu. Zamiast pojedynczego globalnego punktu maksymalnej mocy (GMPP), cieniowanie tworzy wiele lokalnych punktów szczytowych (LMPP). Standardowe algorytmy śledzenia punktu maksymalnej mocy (MPPT) często zostają uwięzione w LMPP, co powoduje roczne straty wydajności w zakresie od 10% do ponad 30% w zależności od układu stringów i oprogramowania sterującego falownika.

Ograniczenia strukturalne i obwodów: diody obejściowe a moduł-Elektronika poziomu mocy

Aby zminimalizować straty mocy, projekty fotowoltaiczne wykorzystują wewnętrzne diody obejściowe, architekturę ogniw-ciętych w połowie i zewnętrzne moduły{{1}Level Power Electronics (MLPE).

Tradycyjne moduły dzielą-pełnowymiarowe komórki na trzy serie podciągów, każdy chroniony przez diodę bocznikującą Schottky'ego. Gdy zacienienie obniża prąd podciągu poniżej prądu roboczego łańcucha, dioda staje się spolaryzowana-w kierunku przewodzenia, omijając tę ​​konkretną sekcję. Chociaż zapobiega to poważnym przegrzaniu, obniża napięcie wyjściowe modułu o 33% na aktywną diodę.

Technologia ogniw-połowicznie ciętych zmienia tę dynamikę, dzieląc moduł na dwie równoległe, bliźniacze sekcje. Przy pracy z połową prądu ($I/2$) wewnętrzne straty rezystancyjne ($I^2R$) spadają o 75%. W połączeniu z dzielonymi-skrzynkami połączeniowymi zacienienie górnej połowy modułu pionowego sprawia, że ​​dolna połowa działa ze 100% wydajnością.

Zaawansowana optymalizacja macierzy i wpływ LCOE

Nowoczesna inżynieria macierzy łączy dynamiczne algorytmy śledzenia MPPT ze strategicznym rozmieszczeniem fizycznym, aby zachować uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE).

Algorytmy dynamicznego śledzenia MPPT

Standardowe algorytmy MPPT dotyczące zakłóceń-i-obserwacji (P&O) często blokują lokalne punkty maksymalnej mocy (LMPP) podczas przejściowego cieniowania. Zaawansowane falowniki wykonują pełne-przemiatanie napięcia po krzywej w konfigurowalnych odstępach czasu (np. co 5 do 15 minut). Skanując pełny zakres pracy od Voc do Vmpp, falownik identyfikuje prawdziwy globalny maksymalny punkt mocy (GMPP), odzyskując do 5% energii utraconej w złożonym środowisku zacienionym.

Inteligentny projekt układu tablicy

Mapowanie ciągów dyktuje odporność na cieniowanie. Układanie ciągów modułów w poziomie, a nie w pionie, przy użyciu cieniowania między wierszami-do-wierszy- zapewnia, że ​​gdy cień przesuwa się po podstawie tablicy, wpływa on tylko na jedną sekcję ciągu na moduł w dolnym rzędzie. Natomiast ciąg pionowy powoduje jednoczesne rozłączenie całych ciągów w trybie offline.

Kontrola jakości, naprężenia termiczne i standardy zgodności

Silne częściowe zacienienie przyspiesza zużycie termomechaniczne laminatów PV. Rygorystyczne standardy kontroli jakości i certyfikacji zapewniają integralność macierzy w cyklu życia operacyjnego trwającym od 25 do 30 lat.

Testowanie naprężeń termicznych i hotspotów zgodnie z IEC 61215:Moduły poddawane są testom wymuszonego-odwrotnego odchylenia za pomocą obrazowania termowizyjnego, aby potwierdzić, że rozpraszanie ciepła przez diodę bocznikującą mieści się w bezpiecznych granicach operacyjnych i nie powoduje degradacji kapsułek.

Kontrola elektroluminescencji (EL):Obrazowanie EL po-produkcji pozwala zidentyfikować mikro-pęknięcia przed wdrożeniem. Mikro-pęknięcia powstałe w warunkach zacienienia mogą izolować aktywne obszary komórek, tworząc lokalne kieszenie o wysokiej-oporności, których nie są w stanie rozwiązać diody obejściowe.

Zarządzanie temperaturą diody obejściowej:Wysokiej jakości puszki przyłączeniowe wykorzystują szczelne obudowy z radiatorami, aby zapewnić ciągłą pracę z polaryzacją do przodu-w przypadku wydłużonego cieniowania bez utraty ciepła.

Często zadawane pytania techniczne (PAA)

W jaki sposób moduły fotowoltaiczne pół{0}}ogniw PV utrzymują wydajność operacyjną w środowiskach przybrzeżnych lub w środowiskach o wysokiej-korozyjnej, w trudnych warunkach zacienienia?

W środowiskach przybrzeżnych o wysokim-zasoleniu odchylenie-wywołane cieniem może przyspieszyć potencjalną-degradację wywołaną (PID) i miejscowe naprężenia termiczne. Moduły o wysokich-specyfikacjach łagodzą ten problem, integrując zalane puszki przyłączeniowe o stopniu ochrony IP68, w których znajdują się diody obejściowe z barierami Schottky'ego o niskim-napięciu-w kierunku przewodzenia. W połączeniu z podwójną-kapsułką szklaną i ogniwami słonecznymi zapobiegającymi-PID, rozpraszanie ciepła podczas zacienienia utrzymuje się poniżej krytycznych progów degradacji, zapobiegając wnikaniu wilgoci i korozji wokół dzielonych skrzynek przyłączeniowych.

Jakie są najważniejsze protokoły pakowania i logistyki, które pozwalają zapobiegać-podatnym na zacienienie mikropęknięciom-podczas-wysyłki na duże odległości?

Mikro-pęknięcia poważnie zwiększają utratę mocy w zacienionych warunkach. Opakowania-eksportowe wykorzystują-pionową krawędź ładowaną-w wytrzymałych{4}}kartonach o strukturze plastra miodu z poduszkami narożnymi i-uszczelnioną próżniowo-folią antystatyczną. Palety są wzmocnione pionowymi taśmami stalowymi i dynamicznymi tłumikami drgań, aby przejść testy symulacyjne transportu ISTA 3E, zapobiegając mikro-pęknięciom w połączeniach ogniw przed dostawą na miejsce.

Jakie są parametry techniczne i ograniczenia-czasu realizacji dla niestandardowych konfiguracji ram modułów OEM/ODM i skrzynek przyłączeniowych dla macierzy cieniowanych?

Dostosowania OEM/ODM-takie jak-optymalizatory poziomu modułów przewodowych-, niestandardowe długości kabli do łączenia poziomego lub zmodyfikowane profile gniazd ramek-wymagają-tygodniowego cyklu sprawdzania próbek inżynieryjnych. Ograniczenia techniczne wymagają zachowania minimalnych odległości upływu i prześwitu wewnątrz niestandardowych skrzynek przyłączeniowych, aby zachować zgodność z normami bezpieczeństwa IEC 61730, wraz z certyfikowanymi limitami rozpraszania ciepła przez diody poniżej 100% ciągłego polaryzacji prądu wstecznego.

Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów, aby w ciągu 48 godzin uzyskać dostosowany układ systemu fotowoltaicznego o mocy 5 MW i szczegółową wycenę BOM.