Með örri þróun ljósgeislunariðnaðarins hafa snemma byggðar ljósgeislastöðvar yfirleitt með litla orkuframleiðslu vegna tæknilegra takmarkana og öldrunar búnaðar. Samkvæmt tölfræði var umfang virkjana sem voru tekin í notkun og starfrækt í meira en 10 ár áður en 2014 hefur náð 19,5GW. Hluti skilvirkni þessara virkjana er yfirleitt minna en 17%, sem hefur alvarlega áhrif á orkuframleiðslu og efnahagslegan ávinning.
Við munum greina ítarlega sértækar tæknilausnir til að bæta skilvirkni gamalla ljósgeislunarstöðva frá þremur víddum: endurnýjun vélbúnaðar, hagræðingu kerfisins og greindur rekstur og viðhald. Við munum veita ítarlegan samanburð á færibreytum og gagnagreiningartöflum til að veita hagnýtar tæknilegar endurbætur leiðbeiningar fyrir virkjunareigendur.
Núverandi ástand og vandamálagreining á gömlum ljósleiðara
Snemma byggðar ljósgeislunarstöðvar stóðu yfirleitt frammi fyrir vandamálum með litla orkuframleiðslu og mikla rekstur og viðhaldskostnað. Samkvæmt gögnum iðnaðarins er skilvirkni ljósgeislunareininga sem teknar voru í notkun fyrir 2014 að mestu minna en 17%, mun lægri en núverandi almennur eining skilvirkni stigs 22-25%. Þessar virkjanir hafa aðallega eftirfarandi vandamál:
Öldrunarmál búnaðar
Sérstaklega áberandi. Kraftur fjölkristallaðra kísileininga sem notaðir voru í snemma virkjunarstöðvum var almennt á milli 220-250 w, meðan kraftur nútíma eininga hefur náð 550-720 w, með verulegan mun. Demping á íhlutum er einnig nokkuð alvarleg. Samkvæmt stöðlum iðnaðarins ætti dempunarhlutfall fjölkristallaðra kísilþátta á 25 ára líftíma ekki að vera minna en 20%.
Í raunverulegri notkun, vegna óþroskaðs efnistækni á frumstigi og sumir framleiðendur lækka gæðastaðla til að stjórna kostnaði á tvöföldum öfugum tíma, hafa margir þættir virkjana orðið fyrir óvæntum heitum blettum, falnum sprungum og öldrun bakborðs. Hvað varðar inverters notuðu snemma miðlægir inverters aðallega 500kW og voru aðeins búnir með stakri MPPT. Rekja spennusviðið var þröngt og gat ekki uppfyllt tæknilegar kröfur nútíma íhluta.
Galla kerfishönnunar
Takmarka skilvirkni orkuvinnslu. Snemma ljósgeislunarvirkjanir voru venjulega hannaðar með 1: 1 afkastagetuhlutfall, en nútíma virkjanir nota venjulega 1: 1,1 eða jafnvel hærri afkastagetu. Hvað varðar skipulag íhluta, skortir gamlar virkjanir oft vísindalega skuggagreiningu og útreikning á bilinu, sem leiðir til verulegs aðdráttartaps milli fylkinga. Kapalvalið er einnig tiltölulega íhaldssamt og línatapið er yfirleitt mikið, þar sem sumar virkjanir ná meira en 3%, sem er langt umfram kjörinn staðal iðnaðarins um 1%.
Gamaldags stjórnun á rekstri og viðhaldi
Þetta er annar meiriháttar sársaukapunktur. Flestar gamlar virkjanir nota enn handvirkar skoðun og óbeinar viðhaldsstillingar, skortir greind eftirlitskerfi, getur ekki áttað sig á rauntíma rekstri búnaðar, hefur hægt bilunarhraða og langur meðaltími til að gera við (MTTR).
Hreinsun og viðhald treysta aðallega á handavinnu. Fyrir 20MW virkjunarstöð, með því að nota háþrýstingsvatnshreinsunarstillingu með 4 manns á bifreið tekur um 15 daga að klára allt hreinsunarferlið, sem er óhagkvæmt.
Varðandi ofangreind mál hefur tæknileg umbreyting á gömlum ljósvirkjunarvirkjum orðið lykilatriði til að auka heildar samkeppnishæfni ljósgeirans. Með vísindalegu mati og markvissri endurnýjun er ekki aðeins hægt að auka orkuvinnsluna verulega, heldur er einnig hægt að framlengja líftíma virkjunarinnar og einnig er hægt að bæta arðsemi fjárfestingarinnar.
Hér að neðan verður fjallað ítarlega um sérstakar tæknilausnir frá þremur víddum: umbreytingu vélbúnaðar, hagræðingu kerfisins og greindur rekstur og viðhald.
Umbreytingaráætlun um vélbúnað og hagræðingu færibreytna
Endurnýjun vélbúnaðar er beinasta og áhrifaríkasta leiðin til að bæta orkuframleiðslu gamalla ljósgeislunarvirkjanna, aðallega með uppfærslur íhluta, skipti á inverter, leiðréttingar á krappum og orkugeymslu. Með því að uppfæra og skipta um kjarnabúnað er hægt að bæta orkuframleiðslu kerfisins og stöðugleika í rekstri.
Stefnu- og valstærðir íhluta.
Íhlutir eru „hjarta“ ljósgeislunarvirkjana og frammistaða þeirra hefur bein áhrif á heildarorkuframleiðslu virkjunarinnar. Fyrir eldri virkjanir sem hafa verið starfræktar í yfir 10 ár geta uppfærslur íhluta skilað tafarlausum árangri. Það eru nú tvær almennar lausnir í íhlutum á markaðnum:
Full skiptiáætlun
Hentar fyrir virkjanir með alvarlega öldrun íhluta (dempunarhraði yfir 2 0%) eða stór svæði með falnum sprungum og heitum blettum. Mælt er með því að nota N-gerð TopCon eða HJT íhluta fyrir nýja íhluti, með dæmigerðum breytum þar á meðal krafti 570-720 WP, umbreytingarvirkni 22. 4-25%, hitastigstuðull -0.
Í samanburði við snemma pólýkristallaða hluti (með árlega rotnunarhraða {{0}}. 8-1%) getur það myndað 15-20% meira rafmagn innan 25 ára líftíma. Samt sem áður er heildaruppbótarkostnaður tiltölulega hár, um það bil 0 7-0. 9 Yuan\/W, og það er nauðsynlegt að íhuga ítarlega álagsgetu upprunalegu krappsins og eindrægni rafkerfisins.
Stigvaxandi viðbótaráætlun
Hentar fyrir virkjanir með íhluti í góðu ástandi en ófullnægjandi getu. Sameiginleg nálgun við aukningu kerfisgetu án þess að auka landnotkun er að auka upphaflega 1: 1 afkastagetuhlutfallið í 1: 1. 1-1. 2. Við viðbótargetu ætti að huga að eindrægni nýrra og gamalla íhluta. Mælt er með því að velja íhluti með svipuðum spennubreytum (VMP, VOC) til að forðast „tunnuáhrif“.
Til dæmis notaði upprunalegu virkjunin íhluti með VOC 38V og ætti að stjórna nýlega bættum íhlutum innan VOC sviðsins 36-40 v til að tryggja stöðugar strengjaskipti innan sömu MPPT hringrásar. Hægt er að setja upp íhlutaskipan lóðrétt, sem hefur í för með sér minna afl tap miðað við lárétta skipulag þegar það er skyggt (helmingur íhlutans getur samt haldið 50% afköstum þegar lokað er á rafhlöður).
Uppfærsla inverter og hagræðing MPPT
Inverter er „heili“ ljósmyndakerfisins og umbreytingarvirkni þess og MPPT árangur hafa bein áhrif á orkuvinnsluna. Snemma virkjanir notuðu oft miðstýrða inverters, sem yfirleitt áttu í vandræðum eins og litlum fjölda MPPTs (aðeins ein rás á hverja einingu), þröngt spennusvið (eins og 450-820 v) og há upphafsspenna (svo sem 200V), sem leiddi til alvarlegs taps á raforkuframleiðslu á morgnana og á kvöldin. Nútíma strengur inverters eru venjulega búnir 3-6 Mppts, með breitt spennusvið 200-1000 V og upphafsspennu allt að 80V, sem getur lengt virkan daglegan orkuvinnslutíma með {5}} klukkustundum.
Þegar skipt er um inverterinn er mikilvægt að huga að eftirfarandi færibreytum:
MPPT spennusvið:Það ætti að hylja rekstrarspennu íhluta við mikinn hitastig. Að taka röð af 20 540 W íhlutum (VMP =41. 65V) Sem dæmi getur stakur strengspenna náð 920V (VOC =49. 5V, hitastigstuðull -0. 1000V.
Aðlögunarhæfni afkastagetu:Afkastagetuhlutfall breyttrar kerfis er venjulega hækkað í 1. 1-1.
Viðbragðsbætur á nóttunni:Rafstöðin tekur þátt í stjórnunarspennu og nýi inverter ætti að styðja nætur SVG stillingu með aðlögunarsvið aflstuðla ± 0. 9.
Fyrir virkjanir með flóknu landslagi er hægt að nota strengjasvið til að koma í stað miðlægra lausna. Með því að taka 50MW virkjun sem dæmi, í stað 10 500 kW miðlægra inverters með 150 110 kW strengjum, þó að upphafsfjárfestingin eykst um um það bil 5%, er hægt að draga úr tapi á strengnum sem orsakast af landslagsmismun úr 5%í minna en 1%.
Aðlögun sviga og endurnýjun kerfi
Hagræðing krappsins er hagkvæm lausn til að bæta skilvirkni orkuframleiðslu. Hneigðshorn snemma virkjana var að mestu leyti fast og íhugaði ekki að fullu breiddargráðu (ákjósanlegasta hallahornið er venjulega jafnt og breiddargráðu ± 5 gráðu). Með því að stilla hallahornið er hægt að auka árlega geislamóttöku um 3-8%. Í hagnýtri rekstri þarf að nota faglegan hugbúnað (svo sem PVSYS) til að herma eftir því að koma á jafnvægi á mismun á orkuvinnslu milli sumars og vetrar.
Sjálfvirkt hreinsunarkerfi
Uppsetning getur dregið verulega úr rekstri og viðhaldskostnaði og bætt skilvirkni orkuframleiðslu. Samanburðargögn sýna að daglegur orkuframleiðsla munur á mjög menguðum íhlutum eftir hreinsun getur orðið 16%. Hefðbundin handvirk hreinsun (4 manns á ökutæki) tekur 15 daga að klára 20MW virkjun, en notar sjálfvirk hreinsibifreiðar (1 einstaklingur á ökutæki) tekur aðeins 6 daga og lækkar launakostnað um 75%. Fyrir svæði með af skornum skammti vatnsauðlindum er hægt að setja vatnslausar hreinsivélar til að þrífa einu sinni í viku, með endurgreiðslutímabil um það bil {7}} ár.
Uppsetning orkugeymslukerfis
Árangursrík lausn til að takast á við málefni skömmtunar. Með því að stilla orkugeymslu með {{0}}% afkastagetu (eins og 2MWst fyrir 1 0 MW virkjun) er hægt að geyma rafmagn við afl takmarkanir og losna á álagstímum, draga úr hraða sósna sólarorku. Núverandi kostnaður við litíum járnfosfat rafhlöður hefur verið lækkaður í 0. 7-0. 9 Yuan\/WH, og með tveimur hleðslunni og tveimur losunarstefnu er hægt að auka innra ávöxtun um 2-3 prósentustig. Hönnun orkugeymslukerfa ætti að huga að vali á hleðsluhraða (C-hlutfall). Fyrir forrit með daglega meðalhring er mælt með 0. 25-0. 5C stillingum til að koma á jafnvægi á líftíma og aflþörf.
Hagræðing kerfisins og greindur lausnir á rekstri og viðhaldi
Á grundvelli þess að ljúka umbreytingu vélbúnaðar getur hagræðing kerfisstigs og smíði greindra rekstrar- og viðhaldskerfis lausan tauminn orkuframleiðslu möguleika ljósgeislunarstöðva. Lykilverkefnin á þessu stigi fela í sér að hámarka getuhlutfall, skuggastjórnun og að byggja upp greind eftirlitskerfi. Með þessum ráðstöfunum er hægt að bæta heildar skilvirkni kerfisins með 5-15%.
Hagræðing á afkastagetu og ferningsmyndun
Hagræðing á afkastagetuhlutfalli (hlutfall ljósgeislunareiningargetu og virkni inverter) er lykillinn að því að bæta nýtingu kerfisins. Snemma ljósgeislunarvirkjanir samþykktu oft 1: 1 afkastagetuhlutfall, en nútíma virkjanir eru venjulega hannaðar í hlutfallinu 1: 1. 1-1. 2. Með því að auka hlutfall afkastagetu til afkastagetu getur það gert kleift að virkja við hlutfallslegan kraft, jafnvel á tímabilum veikra sólarljóss og þar með fjölgað klukkustundum af orkuvinnslu.
Raunveruleg verkfræðitilvik sýna að með því að auka afkastagetuhlutfallið frá 1. 0 í 1.1 getur gert kleift að ná fram að fullu álagi á besta lýsingartímabilinu, draga úr einum WATT kostnaði kerfisins með 5-8%og auka innra ávöxtun með 1. 5-2 prósentustigum.
Efnahagsleg samanburðargreining á tæknilegum umbreytingaráætlunum
Efnahagslegt mat á tæknilegri umbreytingu ljósgeislunarstöðva er megingrundvöllur fjárfestingarákvarðana, sem krefst yfirgripsmikils umfjöllunar um jafnvægi milli endurbóta á tæknilegum árangri og fjárhagslegri ávöxtun. Núverandi almennu endurnýjunaráætlunum ljósgeislunarvirkjanna er aðallega skipt í þrjá flokka, hver með verulegan mun á fjárfestingarskala, áhrifum á framförum í orkuframleiðslu og endurgreiðslutímabili fjárfestinga og hentar fyrir virkjunarverkefni með mismunandi aðstæður og þarfir.
Lágmarka endurnýjunaráætlunina
Sem grundvallaratriði tæknilegs umbreytingarstígs felur það aðallega í sér grunnvinnu eins og reglulega hreinsun íhluta, stjórnun gróðurs á vefnum, viðhaldi vigtara og skoðun snúrutengingar. Fjárfestingarkostnaður einingarinnar við þessa tegund kerfis er lægsti, venjulega á milli 0. 1-0. Vegna lítillar fjárfestingarskala og tafarlausra niðurstaðna er endurgreiðslutímabil fjárfestingarinnar að jafnaði innan 1 árs og í sumum tilvikum er jafnvel hægt að endurheimta kostnaðinn innan 6-8.
Endurnýjun áætlun um lágmörkun er sérstaklega hentugur fyrir virkjanir með tiltölulega góðum rekstrarskilyrðum og stuttum rekstrartímabili sem eftir er (svo sem minna en 5 ár), eða sem bráðabirgðaráðstöfun fyrir framkvæmd annarra endurnýjunaráætlana. Í hagnýtum forritum eru áhrif hreinsunar íhluta sérstaklega marktæk. Það fer eftir umhverfinu, regluleg hreinsun getur bætt skilvirkni raforkuframleiðslu með 5-15%, en fjárfestingarkostnaður er aðeins 0. 02-0. 05 Yuan\/w\/Time. Þess má geta að lágmarka endurnýjunina gæti ekki bætt verulega heildarafköst virkjunarinnar, en hún gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda hönnuðum orkuvinnslustigi og koma í veg fyrir hraða skilvirkni.
Endurnýjun áætlun um miðlungs mælikvarða
Þetta táknar val með betri tæknilegri og efnahagslegri hagkvæmni, venjulega að meðtöldum að hluta til skiptis íhluta (svo sem að skipta um {{0}}% alvarlega aldraða íhluti), uppfærsla strengja inverter, uppsetning gagnaeftirlits, uppsetning krappi og hagræðingu á getu og öðrum tæknilegum mælingum. Einingafjárfestingin fyrir þessa tegund kerfis er um það bil 0. 5-0. 8 Yuan\/W, sem getur komið með 15-25% aukningu á orkuvinnslu og endurgreiðslutímabil fjárfestingar er yfirleitt 3-5 ár. Endurnýjun með miðlungs mælikvarða er sérstaklega hentugur fyrir virkjunarverkefni með ójafnvægi íhluta, inverter tæknin er verulega á eftir núverandi stöðlum (svo sem snemma miðstýrð inverters með skilvirkni undir 96%), eða vantar eftirlitskerfi.
Frá tæknilegu og efnahagslegu sjónarmiði eru uppfærsla inverter venjulega arðbærasta verkefnið í þessu kerfi. Nútíma strengur inverters hafa ekki aðeins yfir 98,5%skilvirkni, heldur geta einnig náð eftirliti með strengstigi og bætt á áhrifaríkan hátt kerfisframboð með 2-3 prósentustigum. Til að skipta um suma íhluti er hægt að samþykkja „à la carte“ stefnu og forgangsraða skiptingu íhluta með alvarlega dempingu (svo sem afldempun yfir 20%) eða augljósum heitum stöðum, til að fá hámarks orkuframleiðslu ávinning með lágmarks fjárfestingu. Endurnýjun með miðlungs mælikvarða hefur náð góðu jafnvægi milli fjárfestingarskala og frammistöðu, sem gerir það að kjörið val fyrir flestar virkjanir sem hafa verið starfræktar í 5-10 ár.
Alhliða uppfærsluáætlun
Það er ítarlegasta tæknilega umbreytingaraðferðin meðal þriggja stíga, þar með talið að skipta um alla íhluta með hávirkni líkön (svo sem að uppfæra úr fjölkristallaðri sílikoni í monocrystalline perc eða topCon), endurhanna stuðningskerfið, uppfæra öll inverters, hámarka getu til að framleiða orku, og uppbyggingu og byggingu og viðhaldsvettvang, og uppbyggingu orku, og uppbyggingar, og uppbyggingarhátíðar, og uppbyggingu og uppbyggingu, og uppbyggingu orkugeymslu, og uppbyggingar á hækkun og og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og, og það uppbyggingar á orkugeymslu og viðhaldi og “. Aðrar yfirgripsmiklar ráðstafanir. Fjárfestingarskala slíkra kerfa er tiltölulega stór, um það bil 1. 2-1. 8 Yuan\/W án orkugeymslu, og eykst í 2. 0-2. Fjárfestingartímabil fyrir alhliða uppfærslu er tiltölulega langt, venjulega 5-7 ár, sem hentar vel fyrir hágæða virkjanir með af skornum skammti landauðlindum, hátt á raforkuverði netsins, eða alvarlegar afl takmarkanir, sérstaklega þær sem staðsettar eru í léttum auðlindasvæðum í flokki með meira en 10 ára rekstri.
Verulegur kostur við yfirgripsmikla uppfærslu er hæfileikinn til að nýta nýjasta tæknilega árangur að fullu, svo sem tvíhliða íhluti, fylgjast með sviga, greindri notkun og viðhaldi, sem eykur ekki aðeins orkuvinnslu heldur dregur einnig verulega úr rekstri og viðhaldskostnaði (að draga úr handvirkum skoðunarþörfum með 30-50%). Að auki, þrátt fyrir að setja upp orkugeymslukerfi eykur upphafsfjárfestingu, getur það skapað viðbótartekjur með virðisaukandi gerðum eins og Peak Valley Arbitrage og Aukaþjónustu. Á sumum markaðsstefnum raforkuviðskipta getur orkugeymsla aukið heildar IRR verkefnisins með 2-3 prósentustigum.