از دست دادن نیروگاه فتوولتائیک کجاست؟

تلفات نیروگاه بر اساس تلفات جذب آرایه فتوولتائیک و تلفات اینورتر
علاوه بر تأثیر عوامل منابع، خروجی نیروگاه‌های فتوولتائیک تحت تأثیر تلفات تجهیزات تولید و بهره‌برداری نیروگاه نیز قرار می‌گیرد. هرچه تلفات تجهیزات نیروگاه بیشتر باشد، تولید برق کمتر است. تلفات تجهیزات نیروگاه فتوولتائیک عمدتاً شامل چهار دسته است: تلفات جذب آرایه مربعی فتوولتائیک، تلفات اینورتر، تلفات ترانسفورماتور خط و جعبه جمع‌آوری برق، تلفات ایستگاه تقویت‌کننده و غیره.

(1) تلفات جذبی آرایه فتوولتائیک، تلفات توان از آرایه فتوولتائیک از طریق جعبه کمباین تا انتهای ورودی DC اینورتر است، که شامل تلفات ناشی از خرابی تجهیزات اجزای فتوولتائیک، تلفات محافظ، تلفات زاویه، تلفات کابل DC و تلفات شاخه جعبه کمباین می‌شود.
(2) تلفات اینورتر به تلفات توان ناشی از تبدیل DC به AC اینورتر اشاره دارد، از جمله تلفات راندمان تبدیل اینورتر و تلفات قابلیت ردیابی حداکثر توان MPPT؛
(3) تلفات خط جمع‌آوری برق و ترانسفورماتور جعبه‌ای، تلفات برق از انتهای ورودی AC اینورتر از طریق ترانسفورماتور جعبه‌ای تا کنتور برق هر شاخه است، که شامل تلفات خروجی اینورتر، تلفات تبدیل ترانسفورماتور جعبه‌ای و تلفات خط درون نیروگاه می‌شود.
(4) تلفات ایستگاه تقویت فشار، تلفاتی است که از کنتور برق هر شاخه از طریق ایستگاه تقویت فشار تا کنتور دروازه‌ای، شامل تلفات ترانسفورماتور اصلی، تلفات ترانسفورماتور ایستگاه، تلفات شین و سایر تلفات خط درون ایستگاه، ایجاد می‌شود.

پس از تجزیه و تحلیل داده‌های ماه اکتبر سه نیروگاه فتوولتائیک با راندمان جامع ۶۵٪ تا ۷۵٪ و ظرفیت نصب شده ۲۰ مگاوات، ۳۰ مگاوات و ۵۰ مگاوات، نتایج نشان می‌دهد که تلفات جذب آرایه فتوولتائیک و تلفات اینورتر عوامل اصلی مؤثر بر خروجی نیروگاه هستند. در میان آنها، آرایه فتوولتائیک بیشترین تلفات جذب را دارد که حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد را تشکیل می‌دهد و پس از آن تلفات اینورتر قرار دارد که حدود ۲ تا ۴ درصد را تشکیل می‌دهد، در حالی که تلفات خط جمع‌آوری برق و جعبه ترانسفورماتور و تلفات ایستگاه تقویت‌کننده نسبتاً کم است و در مجموع حدود ۲ درصد را تشکیل می‌دهد.
با تجزیه و تحلیل بیشتر نیروگاه فتوولتائیک 30 مگاواتی فوق الذکر، سرمایه‌گذاری ساخت آن حدود 400 میلیون یوان است. تلفات برق این نیروگاه در ماه اکتبر 2،746،600 کیلووات ساعت بود که 34.8٪ از تولید برق نظری را تشکیل می‌دهد. اگر با نرخ 1.0 یوان به ازای هر کیلووات ساعت محاسبه شود، کل تلفات در ماه اکتبر 4،119،900 یوان بود که تأثیر زیادی بر مزایای اقتصادی نیروگاه داشت.

چگونه تلفات نیروگاه فتوولتائیک را کاهش داده و تولید برق را افزایش دهیم
در میان چهار نوع تلفات تجهیزات نیروگاه فتوولتائیک، تلفات خط جمع‌آوری و جعبه ترانسفورماتور و تلفات ایستگاه تقویت‌کننده معمولاً ارتباط نزدیکی با عملکرد خود تجهیزات دارند و تلفات نسبتاً پایدار هستند. با این حال، اگر تجهیزات از کار بیفتند، باعث تلفات زیادی در توان می‌شوند، بنابراین لازم است از عملکرد عادی و پایدار آن اطمینان حاصل شود. برای آرایه‌ها و اینورترهای فتوولتائیک، تلفات را می‌توان از طریق ساخت اولیه و بهره‌برداری و نگهداری بعدی به حداقل رساند. تجزیه و تحلیل خاص به شرح زیر است.

(1) خرابی و از کار افتادن ماژول‌های فتوولتائیک و تجهیزات جعبه ترکیبی
تجهیزات نیروگاه فتوولتائیک زیادی وجود دارد. نیروگاه فتوولتائیک 30 مگاواتی در مثال بالا دارای 420 جعبه کمباین است که هر کدام 16 شاخه (در مجموع 6720 شاخه) دارند و هر شاخه دارای 20 پنل (در مجموع 134400 باتری) است. تعداد کل تجهیزات بسیار زیاد است. هرچه تعداد بیشتر باشد، تعداد خرابی تجهیزات بیشتر و تلفات برق بیشتر می‌شود. مشکلات رایج عمدتاً شامل سوختگی ماژول‌های فتوولتائیک، آتش‌سوزی در جعبه اتصال، شکستگی پنل‌های باتری، جوشکاری نادرست سیم‌ها، نقص در مدار شاخه جعبه کمباین و غیره است. برای کاهش تلفات این بخش، از یک سو، باید پذیرش تکمیل را تقویت کرده و از طریق روش‌های بازرسی و پذیرش مؤثر اطمینان حاصل کنیم. کیفیت تجهیزات نیروگاه به کیفیت، از جمله کیفیت تجهیزات کارخانه، نصب و چیدمان تجهیزات که مطابق با استانداردهای طراحی هستند و کیفیت ساخت نیروگاه مربوط می‌شود. از سوی دیگر، لازم است سطح عملکرد هوشمند نیروگاه بهبود یابد و داده‌های عملیاتی از طریق ابزارهای کمکی هوشمند تجزیه و تحلیل شوند تا منبع خطا به موقع پیدا شود، عیب‌یابی نقطه به نقطه انجام شود، راندمان کاری پرسنل بهره‌برداری و نگهداری بهبود یابد و تلفات نیروگاه کاهش یابد.
(2) تلفات سایه
به دلیل عواملی مانند زاویه نصب و چیدمان ماژول‌های فتوولتائیک، برخی از ماژول‌های فتوولتائیک مسدود می‌شوند که این امر بر توان خروجی آرایه فتوولتائیک تأثیر می‌گذارد و منجر به اتلاف توان می‌شود. بنابراین، در طول طراحی و ساخت نیروگاه، لازم است از قرار گرفتن ماژول‌های فتوولتائیک در سایه جلوگیری شود. در عین حال، برای کاهش آسیب به ماژول‌های فتوولتائیک توسط پدیده نقطه داغ، باید مقدار مناسبی از دیودهای بای‌پس نصب شود تا رشته باتری به چند قسمت تقسیم شود، به طوری که ولتاژ و جریان رشته باتری به طور متناسب از بین بروند تا اتلاف برق کاهش یابد.

(3) افت زاویه
زاویه شیب آرایه فتوولتائیک بسته به هدف از 10 تا 90 درجه متغیر است و معمولاً عرض جغرافیایی انتخاب می‌شود. انتخاب زاویه از یک سو بر شدت تابش خورشید تأثیر می‌گذارد و از سوی دیگر، تولید برق ماژول‌های فتوولتائیک تحت تأثیر عواملی مانند گرد و غبار و برف قرار می‌گیرد. تلفات برق ناشی از پوشش برف. در عین حال، زاویه ماژول‌های فتوولتائیک را می‌توان با ابزارهای کمکی هوشمند کنترل کرد تا با تغییرات فصول و آب و هوا سازگار شود و ظرفیت تولید برق نیروگاه را به حداکثر برساند.
(4) تلفات اینورتر
تلفات اینورتر عمدتاً در دو جنبه منعکس می‌شود، یکی تلفات ناشی از راندمان تبدیل اینورتر و دیگری تلفات ناشی از قابلیت ردیابی حداکثر توان MPPT اینورتر. هر دو جنبه توسط عملکرد خود اینورتر تعیین می‌شوند. مزیت کاهش تلفات اینورتر از طریق بهره‌برداری و نگهداری بعدی اندک است. بنابراین، انتخاب تجهیزات در مرحله اولیه ساخت نیروگاه قفل شده است و با انتخاب اینورتر با عملکرد بهتر، تلفات کاهش می‌یابد. در مرحله بهره‌برداری و نگهداری بعدی، داده‌های عملیاتی اینورتر را می‌توان از طریق ابزارهای هوشمند جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کرد تا پشتیبانی تصمیم‌گیری برای انتخاب تجهیزات نیروگاه جدید فراهم شود.

از تحلیل فوق می‌توان دریافت که تلفات باعث ایجاد خسارات هنگفتی در نیروگاه‌های فتوولتائیک خواهد شد و ابتدا باید با کاهش تلفات در مناطق کلیدی، راندمان کلی نیروگاه بهبود یابد. از یک سو، از ابزارهای پذیرش مؤثر برای اطمینان از کیفیت تجهیزات و ساخت نیروگاه استفاده می‌شود؛ از سوی دیگر، در فرآیند بهره‌برداری و نگهداری نیروگاه، استفاده از ابزارهای کمکی هوشمند برای بهبود سطح تولید و بهره‌برداری نیروگاه و افزایش تولید برق ضروری است.