Perte de la centrale électrique basée sur la perte d'absorption du réseau photovoltaïque et la perte de l'onduleur
Outre l'impact des facteurs liés aux ressources, la production des centrales photovoltaïques est également affectée par les pertes des équipements de production et d'exploitation. Plus les pertes sont importantes, plus la production d'électricité est faible. Les pertes matérielles des centrales photovoltaïques comprennent principalement quatre catégories : les pertes d'absorption du réseau photovoltaïque carré, les pertes des onduleurs, les pertes des lignes de collecte et des transformateurs, les pertes des stations de suralimentation, etc.
(1) La perte d'absorption du réseau photovoltaïque est la perte de puissance du réseau photovoltaïque à travers le boîtier de combinaison jusqu'à l'extrémité d'entrée CC de l'onduleur, y compris la perte due à une défaillance de l'équipement des composants photovoltaïques, la perte de blindage, la perte d'angle, la perte de câble CC et la perte de branche du boîtier de combinaison ;
(2) La perte de l'onduleur fait référence à la perte de puissance causée par la conversion CC en CA de l'onduleur, y compris la perte d'efficacité de conversion de l'onduleur et la perte de capacité de suivi de puissance maximale MPPT ;
(3) La perte de la ligne de collecte de puissance et du transformateur de boîte est la perte de puissance de l'extrémité d'entrée CA de l'onduleur à travers le transformateur de boîte jusqu'au wattmètre de chaque branche, y compris la perte de sortie de l'onduleur, la perte de conversion du transformateur de boîte et la perte de ligne en usine ;
(4) La perte de la station de suralimentation est la perte du compteur de puissance de chaque branche à travers la station de suralimentation jusqu'au compteur de passerelle, y compris la perte du transformateur principal, la perte du transformateur de la station, la perte du bus et d'autres pertes de ligne dans la station.
Après l'analyse des données d'octobre de trois centrales photovoltaïques présentant un rendement global de 65 à 75 % et une puissance installée de 20 MW, 30 MW et 50 MW, les résultats montrent que les pertes d'absorption du panneau photovoltaïque et les pertes de l'onduleur sont les principaux facteurs affectant la production de la centrale. Parmi eux, le panneau photovoltaïque présente les pertes d'absorption les plus importantes, représentant environ 20 à 30 %, suivi des pertes de l'onduleur, représentant environ 2 à 4 %, tandis que les pertes des lignes de collecte et des transformateurs de coffret et des stations de suralimentation sont relativement faibles, représentant au total environ 2 %.
Une analyse plus approfondie de la centrale photovoltaïque de 30 MW mentionnée ci-dessus indique que son investissement de construction s'élève à environ 400 millions de yuans. La perte d'électricité de la centrale en octobre s'est élevée à 2 746 600 kWh, soit 34,8 % de la production théorique. Si l'on calcule à 1,0 yuan par kilowattheure, la perte totale en octobre s'est élevée à 4 119 900 yuans, ce qui a eu un impact considérable sur les bénéfices économiques de la centrale.
Comment réduire les pertes d'une centrale photovoltaïque et augmenter la production d'électricité
Parmi les quatre types de pertes des équipements des centrales photovoltaïques, les pertes de la ligne de collecte et du transformateur de coffret, ainsi que celles de la station de surpression, sont généralement étroitement liées aux performances de l'équipement lui-même et sont relativement stables. Cependant, une panne de l'équipement entraînera une perte de puissance importante ; il est donc nécessaire d'assurer son fonctionnement normal et stable. Pour les panneaux photovoltaïques et les onduleurs, les pertes peuvent être minimisées par une construction précoce et une exploitation et une maintenance ultérieures. L'analyse spécifique est la suivante.
(1) Défaillance et perte de modules photovoltaïques et d'équipements de boîtiers de combinaison
Les équipements des centrales photovoltaïques sont nombreux. La centrale photovoltaïque de 30 MW présentée ci-dessus compte 420 coffrets de raccordement, chacun doté de 16 branches (6 720 branches au total), et chaque branche de 20 panneaux (134 400 batteries au total). Plus ce nombre est élevé, plus la fréquence des pannes et les pertes de puissance sont importantes. Les problèmes courants incluent principalement la brûlure des modules photovoltaïques, l'incendie du coffret de jonction, la rupture des panneaux de batteries, les soudures incorrectes des câbles, les défauts du circuit de dérivation du coffret de raccordement, etc. Afin de réduire ces pertes, il est nécessaire de renforcer la réception des équipements et de garantir leur conformité par des méthodes d'inspection et de réception efficaces. La qualité des équipements de la centrale est liée à la qualité, notamment à la qualité des équipements d'usine, à la conformité de l'installation et de la disposition des équipements aux normes de conception, ainsi qu'à la qualité de la construction de la centrale. D'autre part, il est nécessaire d'améliorer le niveau de fonctionnement intelligent de la centrale électrique et d'analyser les données d'exploitation par des moyens auxiliaires intelligents pour découvrir à temps la source du défaut, effectuer un dépannage point à point, améliorer l'efficacité du travail du personnel d'exploitation et de maintenance et réduire les pertes de la centrale électrique.
(2) Perte d'ombrage
En raison de facteurs tels que l'angle d'installation et la disposition des modules photovoltaïques, certains modules sont bloqués, ce qui affecte la puissance du réseau photovoltaïque et entraîne des pertes de puissance. Par conséquent, lors de la conception et de la construction de la centrale, il est nécessaire d'éviter que les modules photovoltaïques soient à l'ombre. Parallèlement, afin de réduire les dommages causés aux modules photovoltaïques par le phénomène de points chauds, un nombre approprié de diodes de dérivation doit être installé pour diviser la chaîne de batteries en plusieurs parties, de sorte que la tension et le courant de la chaîne de batteries soient proportionnellement perdus afin de réduire les pertes d'électricité.
(3) Perte d'angle
L'angle d'inclinaison du panneau photovoltaïque varie de 10° à 90° selon l'utilisation, et la latitude est généralement choisie. Le choix de l'angle influence l'intensité du rayonnement solaire, et la production d'électricité des modules photovoltaïques est affectée par des facteurs tels que la poussière et la neige, ainsi que par les pertes d'énergie dues à la couverture neigeuse. Parallèlement, l'inclinaison des modules photovoltaïques peut être contrôlée par des moyens auxiliaires intelligents pour s'adapter aux variations saisonnières et météorologiques et maximiser la capacité de production d'électricité de la centrale.
(4) Perte de l'onduleur
Les pertes d'un onduleur se manifestent principalement sous deux aspects : le rendement de conversion et la capacité de suivi de la puissance maximale MPPT. Ces deux aspects dépendent des performances de l'onduleur lui-même. La réduction des pertes par des opérations ultérieures d'exploitation et de maintenance est un avantage minime. Par conséquent, le choix des équipements dès la phase initiale de construction de la centrale est sécurisé et les pertes sont réduites par le choix d'un onduleur plus performant. Lors des phases ultérieures d'exploitation et de maintenance, les données de fonctionnement de l'onduleur peuvent être collectées et analysées de manière intelligente afin d'aider à la décision concernant le choix des équipements de la nouvelle centrale.
L'analyse ci-dessus montre que les pertes entraîneront d'importantes pertes dans les centrales photovoltaïques. Il est donc essentiel d'améliorer l'efficacité globale de la centrale en réduisant les pertes dans les domaines clés. D'une part, des outils d'acceptation efficaces sont utilisés pour garantir la qualité des équipements et de la construction de la centrale ; d'autre part, lors de l'exploitation et de la maintenance de la centrale, il est nécessaire d'utiliser des moyens auxiliaires intelligents pour améliorer la production et le niveau d'exploitation de la centrale et augmenter la production d'électricité.
Date de publication : 20 décembre 2021
