در توسعه و ساخت نیروگاه های فتوولتائیک زمینی، کار طراحی را می توان کار اصلی نامید. این طرح بر ساخت کل نیروگاه فتوولتائیک تأثیر می گذارد و مستقیماً با مزایای آن مرتبط است. هفته گذشته در مورد نقشه کلی و برخی مسائل در ساخت و ساز عمرانی صحبت کردم که در ساخت نیروگاه های فتوولتائیک باید به آنها توجه شود. سپس در فرآیند طراحی در قسمت برق به چه نکاتی باید توجه کرد؟ در ادامه یک تحلیل مختصر برای همه است.
1. انتخاب جزء
همانطور که همه می دانیم، چگالی انرژی انرژی خورشیدی کم است. در این فرض، نحوه استفاده موثر از انرژی خورشیدی بسیار مهم است. در حال حاضر، راندمان ماژول مورد نیاز برنامه National Leader برای ماژول های سیلیکونی پلی کریستالی کمتر از 16.5 درصد و برای ماژول های سیلیکونی تک کریستالی کمتر از 17 درصد نیست. از نظر راندمان تبدیل ماژول، ماژول های سیلیکونی مونو کریستال بهتر از ماژول های سیلیکونی پلی کریستالی هستند. با این حال، از آنجایی که قیمت ماژول های سلول سیلیکونی مونو کریستال کمی بالاتر از ماژول های سیلیکونی پلی کریستال است، توصیه نمی شود که هنگام انتخاب ماژول ها، ماژول ها را تنها بر اساس قیمت انتخاب کنید. انجام تحلیل های فنی و اقتصادی در ابعاد مختلف از جمله محاسبه تولید برق و انتخاب و درآمد پروژه برای قطعات مختلف و انتخاب قطعات باتری مناسب ضروری است.
2. انتخاب اینورتر
در حال حاضر اینورترها به دو نوع اینورتر رشته ای و اینورتر متمرکز تقسیم می شوند.
1. اینورتر رشته
اینورترهای رشته ای بیشتر در سیستم های تولید برق فتوولتائیک کوهستانی، سیستم های تولید برق فتوولتائیک بام کوچک و متوسط و نیروگاه های کوچک زمینی استفاده می شوند. قدرت کمتر از 50 کیلو وات است. در طرح طراحی اینورتر رشته، برق DC تولید شده توسط ماژول های فتوولتائیک مستقیماً به اینورتر رشته متصل می شود، به برق AC تبدیل می شود و سپس توسط تلاقی تقویت می شود.
مزایای اصلی اینورترهای رشته ای عبارتند از:
① تفاوت ماژول بین رشته ها و سایه ها تحت تأثیر قرار نمی گیرد و در عین حال عدم تطابق بین بهترین نقطه عملکرد ماژول های سلول فتوولتائیک و اینورتر را کاهش می دهد و تولید برق را به حداکثر می رساند.
②محدوده ولتاژ MPPT گسترده است و پیکربندی اجزا انعطاف پذیرتر است.
③ اندازه کوچک و نصب انعطاف پذیر.
معایب اصلی اینورترهای رشته ای عبارتند از:
① فاصله الکتریکی دستگاه قدرت کوچک است که برای مناطق با ارتفاع بالا مناسب نیست.
②نصب در فضای باز، قرار گرفتن در معرض باد و آفتاب به راحتی می تواند منجر به پیری پوشش و سینک حرارتی شود.
③ تعداد اینورترها زیاد است، میزان خرابی کل افزایش می یابد و نظارت بر سیستم دشوار خواهد بود.
[شکست صفحه]
2. اینورتر متمرکز
اینورترهای متمرکز معمولاً در نیروگاه‌های مقیاس بزرگ با نور خورشید یکنواخت، نیروگاه‌های بیابانی و سایر سیستم‌های تولید برق در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند. توان کل سیستم بزرگ است، معمولاً بالاتر از سطح مگاوات است. توان تجهیزات بین 50 تا 630 کیلووات است. در طراحی اینورتر متمرکز، برق DC تولید شده توسط ماژول های فتوولتائیک، پس از ترکیب شدن توسط جعبه ترکیب کننده DC، به اینورتر متصل شده، به برق AC تبدیل شده و سپس تقویت می شود.
مزایای اصلی اینورترهای متمرکز عبارتند از:
①تعداد اینورترهای مورد استفاده در ساخت پروژه کم است که مدیریت آن آسان است.
② از نظر عملکرد اینورتر، محتوای هارمونیک کم است، عملکردهای مختلف حفاظت کامل هستند و ایمنی نیروگاه بالا است.
③ دارای عملکرد تنظیم ضریب قدرت و عملکرد عبور ولتاژ پایین است و شبکه برق دارای تنظیم خوبی است.
معایب اصلی اینورترهای متمرکز عبارتند از:
① محدوده ولتاژ MPPT اینورتر متمرکز باریک است و عملکرد هر جزء قابل نظارت نیست، بنابراین ساختن هر جزء در بهترین نقطه کاری غیرممکن است و پیکربندی قطعه غیر قابل انعطاف است.
②اینورتر متمرکز منطقه بزرگی را اشغال می کند و در نصب انعطاف پذیر نیست.
③ تعمیر و نگهداری سیستم به دلیل مصرف برق خود و مصرف برق برای تهویه و اتلاف گرما در اتاق تجهیزات نسبتاً پیچیده است.
هنگام انتخاب اینورتر لازم است با توجه به عوامل مختلفی مانند زمین و ارتفاع پروژه، یک اینورتر مناسب انتخاب شود. برای مثال، در طراحی نیروگاه های زمینی در مقیاس بزرگ در بیابان های مرتفع در چینگهای، اینورترهای متمرکز اغلب انتخاب می شوند. در نیروگاه های فتوولتائیک کوهستانی، با توجه به اندازه های مختلف آرایه های اجزای نصب شده و آرایش نسبتاً پراکنده قطعات، می توان اینورترهای رشته ای را انتخاب کرد. و از MPPT چند کاناله برای ردیابی برای به حداکثر رساندن تولید برق استفاده کنید.
3. طراحی مدار کلکتور
برای طراحی مدار جمع کننده نیروگاه فتوولتائیک، برای مناطقی با لایه های خاک ضخیم که می توان حفاری کرد، معمولاً راه حل دفن مستقیم کابلی اتخاذ می شود که مقرون به صرفه ترین راه حل نیز می باشد. اگر سطح سنگی است و نمی توان آن را حفاری کرد، کابل در امتداد طرح ریزی پل. برای شرایط پیچیده زمین، نوسانات زیاد، یا چیدمان پراکنده آرایه های فتوولتائیک، نصب بالای سر به طور کلی به شکل برج پذیرفته می شود. در فرآیند طراحی خط کلکتور، لازم است با توجه به نقشه برداری دقیق توپوگرافی و توپوگرافی محل احداث پروژه نیروگاه، طرحی اقتصادی و معقول انتخاب شود و تا حد امکان از مشکلات ساخت و ساز جلوگیری شود.
4. طراحی زمین
در طراحی زمین نیروگاه فتوولتائیک علاوه بر محاسبه مقاومت زمین با توجه به مقاومت ارائه شده توسط واحد بررسی زمین شناسی، شرایط زمین شناسی مانند خوردگی موضعی خاک نیز باید در نظر گرفته شود. مواد زمینی با مقاومت در برابر خوردگی قوی. اگر مقاومت زمین محاسبه شده الزامات مشخصات را برآورده نکند، اقدامات کاهش مقاومت اقتصادی باید با توجه به شرایط پروژه انتخاب شود.