1.1اختيار وتصميم المعدات الرائدة في مجال الطاقة الشمسية
تتكون محطة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة من مصفوفة مربعة من وحدات الكهروضوئية، وصندوق دمج، وعاكس، ومحول تدريجي، وخزانة توزيع طاقة عند نقطة الاتصال بالشبكة. تشمل المعدات الرائدة في هذا المشروع في مجال المجال الكهروضوئي، والمحولات الكهروضوئية، والمحولات الصندوقية، وكابلات التيار المتردد والتيار المستمر. يظهر مخطط تكوين نظام محطات الطاقة الكهروضوئية في الشكل 2.
(1) الوحدات الكهروضوئية
تشمل وحدات الطاقة الكهروضوئية المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة في بلدي بشكل رئيسي ثلاثة أنواع: وحدات السيليكون أحادية البلورة، وحدات السيليكون متعددة البلورات، ووحدات الفيلم الرقيق. من بينها، تتمتع وحدات السيليكون أحادية البلورة بكفاءة تحويل عالية. ومع ذلك، فإن تكلفة وحدة واحدة مرتفعة نسبيا، وتستخدم بشكل رئيسي في أنظمة محطات الطاقة ذات مساحة تركيب صغيرة مثل محطات الطاقة الموزعة على الأسطح؛ مقارنة بوحدات السيليكون البلورية، تتميز وحدات الفيلم الرقيق بظروف إضاءة منخفضة. أداء أفضل لتوليد الطاقة وشكل وحدة الفيلم الرقيق النهائية مرن، ويمكن تعديله حسب الاحتياجات الفعلية للمبنى، ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة مثل جدران الستائر المبنى؛ كفاءة التحويل لوحدات السيليكون متعددة البلورات تكون بين وحدات السيليكون أحادية البلورة ووحدات الفيلم الرقيق، مع تقنية ناضجة وأداء عالي. مستقرة، سهلة النقل والتركيب على نطاق واسع، وأكثر فعالية من حيث التكلفة من السيليكون أحادي البلورة ووحدات الفيلم الرقيق. لذلك، تستخدم محطات الطاقة الأرضية الكبيرة غالبا مكونات البولي سيليكون. وبالنظر إلى العدد الكبير من وحدات الطاقة الشمسية المثبتة في هذا المشروع، والموقع النائي، وظروف التركيب القاسية، يعتمد التصميم الاختياري على وحدات بولي سيليكون محلية عالية الجودة، وتبلغ قوة الوحدة 270 واط. في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية، يحدد نظام تركيب وحدات الطاقة الكهروضوئية بشكل مباشر كمية الإشعاع الشمسي التي يمكن أن تتلقاها المصفوفة، مما يؤثر على كفاءة توليد الطاقة في كامل المحطة. في محطة الطاقة الكهروضوئية الجبلية، يجب أخذ العوامل اللازمة لقياس إيجابيات وسلبيات خطة تركيب وحدة الكهروضوئية في الاعتبار من اختيار ميل تركيب المصفوفة ومعدل استخدام الأراضي في الموقع. بالنسبة لميل تركيب الوحدات، تعتقد الصناعة عموما أنه يجب أن يكون متوافقا مع مدى عرض موقع المشروع. ومع ذلك، فإن ميل التركيب الكبير جدا لمناطق خطوط العرض العالية يعني مسافة حماية ظل أطول واستهلاك أكبر للفولاذ في القواعد، وهو ما لا يساعد على استخدام الموقع. تتأثر معدلات الفائدة وتكاليف الدعامة سلبا.
على العكس، إذا أخذنا في الاعتبار تحسين استخدام الأراضي من خلال تقليل ميل التركيب وتقليل مسافة الحماية من الظل، فإن كمية الإشعاع الشمسي التي تستقبلها المصفوفة ستنخفض بشكل كبير، مما سيؤثر بشكل كبير على كفاءة توليد الطاقة في المجموعة. لذلك، يجب أن يجد حل تركيب المكونات الممتاز توازنا مناسبا بين ميل المصفوفة واستخدام الأرض، مما يضمن حصول المكونات على أعلى كمية إشعاع وأخذ الاستخدام المعقول للأرض. عرض موقع تركيب المكونات في هذا المشروع حوالي 43.5°. افترض أن نظام تركيب الحوامل التقليدي تم اعتماده. في هذه الحالة، سيكون للدرع الظلي للمصفوفة تأثير أكبر على معدل استخدام الأرض، وهو أمر غير مقبول في ظل الوضع الضيق للأراضي المشروعية. لذلك، في عملية التصميم المسبق للمشروع، تخلى المشروع عن طريقة تركيب المكونات التقليدية وتحول إلى وضع تركيب جديد: أولا، تم تقليل ميل تركيب الوحدة إلى 40°، من جهة، يمكن تقصير طول ظل المصفوفة، ومن جهة أخرى، يمكن أن يقلل أيضا من تكلفة القوس؛ ثانيا، في نظام التركيب التقليدي، يتم تغيير طريقة تركيب مكونات صفين في مجموعة واحدة من المصفوفات إلى مجموعة واحدة من الشاشات وأعضاء من 3 صفوف. ونتيجة لذلك، يزداد عدد الميزات المثبتة في مجموعة مجموعات واحدة؛ بشكل عام، عدد المكونات المثبتة لكل وحدة مساحة أكبر من نظام التركيب التقليدي. معدل استخدام الأراضي مضمون أيضا بشكل معقول.
(2) العاكس
المحولات المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية في بلدي مقسمة بشكل رئيسي إلى محولات مركزية ومحولات خيوطية. العاكس المركزي كبير في السعة والحجم، ويتميز بإمكانية جدولة أفضل، وفعال من حيث التكلفة. ومع ذلك، فإن العاكس المركزي يحتوي على عدد قليل من MPPT ومتطلبات عالية لظروف التركيب، وهو أكثر ملاءمة لتركيب المكونات والمعدات بشكل موحد—محطات طاقة مركزية واسعة النطاق. تتمتع محولات الأوتار بسعة صغيرة، وخفيفة الوزن لكل جهاز، وأداء حماية جيد، ومتطلبات منخفضة لبيئة الاستخدام الخارجي، وسهولة النقل والتركيب، وغالبا ما تحتوي محولات الأوتار على عدد كبير من محولات MPPT، مما يمكنه تعظيم التأثيرات السلبية الناتجة عن اختلافات المكونات والتظليل، وتحسين كفاءة توليد الطاقة الكهروضوئية. وهو مناسب لأنظمة محطات الطاقة ذات ظروف تركيب المكونات المعقدة، وفي المناطق التي تشهد أياما أكثر ممطرة وضبابية، يكون وقت توليد الطاقة في محولات السلسلة أقصر. طويل. يجب اختيار محولات محطات الطاقة الكهروضوئية بناء على عوامل مثل حجم المحطة، البيئة الجغرافية للموقع، شكل النظام، ومتطلبات الاتصال بالشبكة. يقع المشروع في منطقة غابات جبلية، ومنطقة تركيب المعدات متفرقة، والتضاريس تقيد بشدة تركيب المكونات. لذلك، لتقليل فقدان الفرق المتسلسلة بين الوحدات وعدم التوافق المتوازي وتحسين قدرة توليد الطاقة في محطة الطاقة الكهروضوئية، يعتمد هذا المشروع عاكس خيوط محلي عالي الجودة مع وظيفة MPPT رباعي القنوات في اختيار العاكس، ويستخدم عاكس واحد. القدرة المقدرة هي 50 كيلوواط. بالإضافة إلى ذلك، سيتغير جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة في وحدات الطاقة الشمسية مع تقلب درجة الحرارة المحيطة، خاصة جهد الدائرة المفتوحة مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة. لذلك، يجب حساب وإظهار العدد التسلسلي للمكونات المتصلة ب MPPT العاكس لضمان عدم تجاوزه الحد الأعلى لجهد عمل MPPT العاكس تحت ظروف درجات حرارة منخفضة جدا؛ وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضا التأكد من أن سعة المكونات المتصلة بالعاكس لا تتجاوز الحد الأقصى لطاقة الإدخال DC للعاكس. في هذا المشروع، يرتبط كل محول بثماني دوائر خيوط كهروضوئية، وكل دائرة متصلة ب 21 وحدة كهروضوئية، وتبلغ قدرة الإدخال المستمر للعاكس 45.36 كيلوواط
(3) محول المجال
تشمل منتجات محولات الحقل الكهروضوئية المحلية بشكل رئيسي المحولات المغمورة في الزيت والمحولات الجافة من النوع الجاف. نظرا لأن محولات محطات الطاقة الكهروضوئية تركب غالبا في الهواء الطلق، تستخدم عادة محولات مدمجة من نوع الصندوق المغمور بالزيت ذات أداء حماية جيد وسهولة البناء والتركيب. عند تصميم واختيار المحول، من الضروري النظر بشكل شامل في نوع التصميم الكهربائي للنظام الكهروضوئي، ونسبة تحويل الجهد، والظروف البيئية للتركيب والاستخدام، واختيار المنتج الأنسب لنوع النظام الكهروضوئي، مع الأخذ في الاعتبار الحماس الكبير. تستخدم المحولات المغمورة في الزيت على نطاق واسع في الأنظمة الكهروضوئية بسبب تكلفتها المنخفضة، سهولة صيانتها، مستوى الجهد المرن، وتكوين سعة المحولات. ومع ذلك، وبسبب حجمها الكبير وخطر التلوث البيئي والحرائق الناتجة عن تسرب زيت العازل، فهي مناسبة عموما لأنظمة محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية واسعة النطاق التي تحتوي على مواقع تركيب كافية ومتطلبات منخفضة لتصنيف الحريق.
يقع مجال الطاقة الكهروضوئية لهذا المشروع على الجبل، وهناك مساحة واسعة لنقل وتركيب المعدات الكهربائية. لذلك، تم تصميم محول الصندوق المغمور بالزيت من طراز ZGS11-ZG (المعروف باسم "محول صندوق") لتهوية أساس المحول. يمكن لحوض الزيت منع التلوث البيئي ومخاطر الحريق الناتجة عن تسرب زيت عازل في جهاز تبديل الصندوق.
وبالنظر إلى توزيع المكونات المتفرق في محطات الطاقة الجبلية وعدم اتساق القدرة التركيبية لوحدات توليد الطاقة، تم تصميم هذا المشروع لاستخدام محولات صندوقية بدرجتين 1000 كيلوفولت أمبير و1600 كيلوفولت أمبير. وفقا للسعة المركبة الفعلية لكل وحدة توليد طاقة، يتم توصيل كل محول صندوقي ب 20-38 وحدة عاكس، ولا يجب أن تتجاوز نسبة سعة الوصول إلى الطاقة الكهموسوئية إلى سعة محول الصندوق 1.2.
(4) كابلات التيار المتردد والتيار المستمر
عادة ما يوجد نوعان من الكابلات الممدودة في الميدان لمحطات الطاقة الجبلية: الكابلات العلوية والمخزنة. بالنسبة للطرق التي تحتاج إلى عبور الأودية والغابات والأنهار، تستخدم عادة الأسلاك العلوية، بينما في المناطق ذات المسافات القصيرة، والمواقع المسطحة، وبناء الأرض المريح، يستخدم وضع المدفون. تتميز هذه الطريقة بفترة بناء قصيرة وتكلفة منخفضة. تشمل الكابلات المستخدمة في مجال الكهروضوئية لهذا المشروع بشكل رئيسي كابلات التيار المستمر بين الوحدات والمحولات، وكابلات التيار المتردد بين العاكس والمحولات الصندوقية، وبين محولات الصندوق ومحطات التعزيز. تشمل الاعتبارات في اختيار الكابل بشكل رئيسي تصنيف الجهد المقاوم، ومساحة المقطع العرضي، ونوع الكابل. من بينها، تم تصميم الكابلات بين الوحدات والمحولات باستخدام كابلات تيار مستمر كهروضوئية خاصة، مرتبة مع أربطة الأقواس الخلفية للوحدات؛ توضع كابلات التيار المتردد بين العاكسات ومحولات الصندوق ومحولات الصندوق تحت الأرض، نظرا لفصل الصيف في المنطقة التي تقع فيها محطة الطاقة. ومع ذلك، الجو ممطر ورطب. درجة الحرارة منخفضة في الشتاء، لذا استخدم كابل طاقة مدرع معزول من البولي إيثيلين (YJY23) مع رطوبة أفضل ومقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. لإجراء اختيار.
قبل وضع الكابلات المدفونة، يجب تحديد العمق المدفون المناسب. وفقا لمتطلبات المواصفات، يجب ألا يكون عمق الخطوط المدفونة مباشرة أقل من 0.7 متر، وعند عبور الأراضي الزراعية، يجب ألا يقل العمق عن 1.0 متر؛ وفي الوقت نفسه، في المناطق الباردة، يجب أيضا مراعاة سمك طبقة التربة المجمدة في الشتاء، ويجب أن تكون الكابلات المدفونة مباشرة في أقصى عمق لطبقة التربة الصلبة—ما يلي. الحد الأدنى لدرجة الحرارة القصوى في الشتاء في المنطقة التي يقع فيها المشروع هو -37.5°C، وأقصى سمك لطبقة التربة المجمدة هو 1.8 متر. لذلك، يجب أن يصل عمق تصميم خندق الكابل في منطقة المجال الكهروضوئي إلى 2.0 متر. وفي الوقت نفسه، يجب حماية الجزء الذي يمر عبر الطريق بواسطة أنابيب فولاذية. تغطي محطات الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق مساحة واسعة، مع عدد كبير من المعدات، وكمية كابلات التيار المتردد والتيار المستمر هائلة. لذلك، من الضروري تقدير عدد الأسلاك المستخدمة في المرحلة المبكرة من البناء بشكل معقول.
من ناحية أخرى، وبسبب تضاريس محطات الطاقة الجبلية المعقدة وظروف البناء، يصعب تقدير عدد الكابلات بناء على ما يسمى بتجربة "المشروع المشابه" ورسومات البناء. لذلك، في عملية البناء الفعلية لهذا المشروع، يتم اعتماد طريقة "رسم البناء + قيمة الخبرة + قيمة العينة في الموقع" لحساب كمية هندسة الكابلات بشكل شامل. من ناحية، تستخدم رسومات البناء وبيانات استهلاك الكابلات لمحطات الطاقة الجبلية السابقة للتقدير؛ مع تقدم المشروع، ستصبح عينات الكابلات المرجعية أكثر وفرة وتمثيلا، وستصبح القيمة المقدرة لاستخدام الكابلات أكثر دقة.
1.2 تشغيل وإدارة الصيانة للطاقة الكهروضوئية
نظرا لأن مشاريع بناء محطات الطاقة الكهروضوئية وأسعار الكهرباء على الشبكة في بلدي تتأثر بشكل كبير بالسياسات، فإن فترة البناء في معظم المشاريع قصيرة، ولا يمكن التحكم الكامل في تصميم وبناء محطات الطاقة بشكل علمي وفعال. لذلك، تسببت الإدارة في صعوبات خاصة ومخاطر خفية. وفي الوقت نفسه، وبسبب النمو الهائل لمشاريع الطاقة الكهروضوئية في السنوات الأخيرة، تم تشغيل عدد كبير من محطات الطاقة، بينما كان تدريب واحتياطي العاملين المحترفين في العمليات والصيانة في الصناعة متخلفا نسبيا، مما أدى إلى توتر تشغيل وصيانة المحطات الكهروضوئية، وعدم توازن مستوى وجودة التشغيل والصيانة. لذلك، فإن تعزيز وتحسين إدارة تشغيل وصيانة محطات الطاقة أمر بالغ الأهمية لضمان عمر الخدمة والفوائد الاقتصادية لمحطات الطاقة الكهروضوئية.
(1) إدارة المعدات الميدانية
تشمل المعدات الرائدة في مجال المجال الكهروضوئي، ومحولات الصناديق الكهروضوئية، ومحولات الصناديق الكهروضوئية. يتم إدارة هذه المعدات بشكل رئيسي من خلال جمع البيانات ومراقبة الموقع والفحوصات الدورية في الموقع، وما إلى ذلك، لفهم معايير وظروف التشغيل للمعدات، وتحليل المخاطر الأمنية المحتملة، والقضاء على الأعطال بسرعة.
المعدات الرائدة في مجال الطاقة الكهروضوئية مجهزة بمحطات جمع البيانات. يمكن تحقيق نقل البيانات والتعليمات في الوقت الحقيقي من خلال كابل الاتصال RS485 وشبكة الحلقات البصرية الموضوعة في الميدان وغرفة التحكم المركزية في محطة التعزيز. طاقم التشغيل والصيانة في غرفة التحكم المركزية. يمكن اختبار معايير التشغيل لجميع المعدات الكهربائية في الميدان داخل المباني، بما في ذلك معايير توليد طاقة العاكس، طاقة تغيير الصندوق، وغيرها، كما هو موضح في الشكل 3 والشكل 4؛ يتم التحكم في المعدات عن بعد لتحقيق الإدارة التلقائية لأفضل المعدات الكهربائية في مجال الطاقة الشمسية.
وفي الوقت نفسه، يجب تعزيز فحص المعدات الرائدة، وترتيب موظفي التشغيل والصيانة بانتظام لإجراء فحوصات ميدانية لوحدات الطاقة الشمسوئية، والعواكس، والمحولات الصندوقية في مجال الطاقة الكهروضوئية وتسجيل ظروف التشغيل والمعلمات ذات الصلة لكل معدات.
الشكل 3 توزيع توليد الطاقة اليومي النموذجي للعاكس
المشاكل التي تم اكتشافها في التحقيق مصنفة وملخصة وفرزها بسرعة، ويتم صياغة الحلول المستهدفة وفقا لخطورة الوضع. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في المناطق المرتفعة، وبسبب الميل الكبير لتركيب الوحدة، يجب إيلاء اهتمام خاص لقوة حامل الوحدة، ويجب شد أجزاء التوصيل المرتخية في الوقت المناسب. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في المناطق التي فيها فرق كبير في درجات الحرارة بين النهار والليل، يجب إيلاء اهتمام خاص لتكثف الصقيع في صندوق المعدات الكهربائية، خاصة داخل محول الصندوق. من الضروري التركيز على التحقق مما إذا كان هناك صقيع وتكثف على سطح كل طرف وقاطع دائرة كهربائية وفي الوقت المناسب إذا لزم الأمر. أزل الجليد من الجدار الداخلي للصندوق، وتأكد من تهوية الصندوق بسلاسة لمنع رطوبة المعدات الكهربائية في الصندوق وتأثيرها على أداء العزل. عادة ما تكون فترة الفحص من أسبوع إلى أسبوعين، ويمكن تحديدها بناء على التشغيل الفعلي لمحطة الطاقة وحالة الطقس والبيئة في الموقع. بالنسبة للعمليات الجديدة، بعد الصيانة والمعدات ذات التاريخ من الفشل، يجب تقوية الفحوصات؛ وفي الوقت نفسه، يجب إجراء الفحوصات قبل وبعد الطقس القاسي مثل تساقط الثلوج والأمطار والعواصف والبرد.
(2) تنظيف وحدات الطاقة الشمسية
محطات الطاقة الشمسية التي تم بناؤها وتشغيلها في بلدي تستخدم وحدات سيليكون بلورية مع ركيزة زجاجية. تتكون هذه الوحدة بشكل رئيسي من الزجاج المقسى، والخلفية الخلفية، وإطار سبائك الألمنيوم، وخلايا السيليكون البلورية، وEVA، وجل السيليكا وصندوق الوصلات، وغيرها. مساحة استقبال الضوء وكفاءة التحويل الكهروضوئي، لكن سطحه الزجاجي المقسى معرض أيضا لتراكم الغبار والأوساخ. وجود عائق مثل الغبار على سطح الوحدة سيقلل من كفاءة التحويل الكهروضوئية ويسبب تأثير نقطة ساخنة في الجزء المظلل من الوحدة، مما قد يسبب أضرارا جسيمة للوحدة الكهروضوئية. لذلك، من الضروري وضع تدابير وخطط مقابلة لتنظيف سطح وحدات الطاقة الكهروضوئية المثبتة في محطة الطاقة بانتظام لضمان كفاءة تحويل الوحدات وسلامة تشغيلها. تشمل تقنيات التنظيف الشائعة لوحدات الطاقة الشمسية في بلدي بشكل رئيسي تقنية التنظيف اليدوي باستخدام مسدسات المياه عالية الضغط، وتقنية التنظيف الروبوتية المدمجة، وتقنية التنظيف الذاتي لوحدات الكهروضوئية، وتقنية إزالة غبار الستائر الكهربائية، وتقنية التنظيف المتنقل المثبتة على المركبات. تم تقديم خصائص تقنيات التنظيف المختلفة في الجدول 1.
الجدول 1: تقنيات تنظيف وحدات الكهروضوئية الشائعة الاستخدام
يقع المشروع في منطقة غابية بعيدة عن المنطقة الحضرية. لا توجد مصادر تلوث هواء مثل محطات الطاقة الحرارية وحقول التعدين حول الموقع. لذلك، فإن نقاء الهواء مرتفع، ووحدات الطاقة الكهروضوئية أقل تأثرا بالغبار. ومع ذلك، تكون درجة حرارة موقع المشروع منخفضة في الشتاء، ويتم تمديد وقت تساقط الثلوج. لذلك، يأخذ تنظيف الوحدات بشكل أساسي في الاعتبار تأثير الثلج على وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. استجابة لهذه المشكلة، وبالاقتران مع الوضع الفعلي لموقع المشروع ووضع تركيب الوحدات، يعتمد هذا المشروع مزيجا من التنظيف السلبي والتنظيف النشط لتنظيف وصيانة وحدات الطاقة الكهروضوئية في الميدان.
يجمع التنظيف السلبي بين خصائص ارتفاع التركيب العالي وزاوية الميل الكبيرة (40°) من وحدات الكهروضوئية لهذا المشروع. تحت تأثير جاذبيتها، يكون الثلج على سطح الوحدات في الشتاء صعبا في الالتصاق بسطح الزجاج للوحدات. عندما تلامس أشعة الشمس الوحدات، فإن زيادة درجة حرارة سطح المكونات تساعد في إزالة الجليد الثلجي. وبالنظر إلى التشغيل الفعلي لمحطة الطاقة، في أوائل ديسمبر، بعد تساقط الثلوج في الحقل ليلا، يكون سمك الثلج على سطح وحدات الطاقة الكهروضوئية حوالي 2-5 سم في الصباح. يتساقط من تلقاء نفسه، والثلوج المتبقية تتساقط بعد ساعتين. وبالمثل، في مواسم أخرى، يمكن أن تنزلق الحطام مثل الغبار أو الأوراق المتساقطة على سطح الوحدة بسلاسة عن سطح الوحدة تحت تأثير المطر والرياح.
التنظيف النشط نظرا لمتطلبات الاقتصاد والقابلية للتطبيق، بالنسبة لتلك الحطام من الثلج والغبار التي لا يمكن لوزنها إزالتها، يعتمد هذا المشروع طريقة تنظيم فرق تنظيف منتظمة لإزالة الثلج والغبار لتنظيف المكونات يدويا. في المناطق ذات مصادر المياه الوفيرة، يمكن استخدام مسدسات المياه المضغوطة للشطف، ويمكن تنظيف المناطق الأخرى يدويا باستخدام أدوات مثل الخرق. يجب اختيار وقت تنظيف الوحدات في الصباح الباكر أو المساء أو الليل أو الأيام الغائمة لتجنب الآثار السلبية لظلال المعدات والأفراد على كفاءة توليد الطاقة في وحدات الطاقة الكهروضوئية أثناء عملية التنظيف. يجب تحديد اختيار دورة التنظيف بناء على درجة التلوث على سطح المكون. في الظروف العادية، بالنسبة لملحقات الغبار، يجب ألا يقل عدد عمليات التنظيف مرتين عن مرتين في السنة؛ بالنسبة للثلج، يجب ترتيبه بسرعة حسب سمك التراكم على سطح الوحدة والثلوج التي تساقط حديثا.
تعتمد جودة تشغيل وصيانة وتدريب موظفي تشغيل وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية على مهارة وجودة العاملين في العمليات والصيانة. تقنية توليد الطاقة الكهروضوئية هي شكل جديد من استخدام الطاقة. معظم فرق إدارة التشغيل والصيانة في محطات الطاقة شابة نسبيا وتفتقر إلى الخبرة والتقنية في التشغيل والصيانة الكهروضوئية. لذلك، يجب على وحدة تشغيل وصيانة محطة الطاقة تعزيز التدريب المهني لموظفي التشغيل والصيانة. خلال تشغيل وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية، ووفقا للقوانين والأنظمة ذات الصلة وأحكام إدارة الطاقة المحلية، وإلى جانب قواعد وأنظمة تشغيل محطات الطاقة، يتم وضع برامج تدريبية تلبي خصائصها والقواعد التفصيلية، وتحسين المستوى الفني للموظفين باستمرار، وتعزيز وعيهم بالتعلم والابتكار. وفي الوقت نفسه، يجب إيلاء الاهتمام للإفصاح الفني والتدريب من وحدات المقاولات الفرعية المحترفة أو مصنعي المعدات. هناك العديد من المهن والصناعات المشاركة في بناء محطات الطاقة الكهروضوئية، وغالبا لا تكتمل أعمال التصميم قبل المشروع، والبناء، وإدارة التشغيل والصيانة من قبل نفس الشركة أو القسم. لذلك، يتطلب التعاقد المهني عند اكتمال محطة الطاقة وتسليمها إلى وحدة التشغيل والصيانة. يجب على الوحدة ومورد المعدات الإفصاح الفني لوحدة التشغيل والصيانة وتقديم خدمات التدريب اللازمة لضمان أن طاقم التشغيل والصيانة على دراية بأداء النظام والمعدات ويتقنون طرق التشغيل والصيانة.
2. توليد الطاقة الكهروضوئية وتحليل الفوائد
2.1 حساب توليد الطاقة النظري
وفقا ل "مواصفات التصميم لمحطات الطاقة الكهروضوئية"، يجب حساب وتحديد توقعات توليد الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية بناء على موارد الطاقة الشمسية في الموقع. بعد النظر في عوامل مختلفة مثل تصميم نظام محطات الطاقة الكهروضوئية، وتخطيط مصفوفة الطاقة الشمسية، والظروف البيئية، فإن صيغة الحساب هي:
في الصيغة، EP هو توليد الطاقة على الشبكة، كيلوواط ساعة؛ هيدروجين هو إجمالي الإشعاع الشمسي على المستوى الأفقي، والذي يبلغ 1412.55 كيلوواط ساعة/م²في هذا المشروع؛ ES هو الإشعاع في الظروف القياسية، بثابت 1kWh/m²; PAZ هو المكون. سعة التركيب في هذا المشروع هي 100000kWp؛ K هو معامل الكفاءة الشامل، وهو 0.8. لذلك، فإن القدرة النظرية لتوليد الطاقة في السنة الأولى من هذا المشروع هي
بسبب تقدم عمر المادة الأولية والأشعة فوق البنفسجية، ستنخفض قوة الوحدات الكهروضوئية عاما بعد عام أثناء الاستخدام. معدل توهين الطاقة للوحدات المستخدمة في هذا المشروع هو 2.5٪ في السنة الأولى، 0.7٪ في كل سنة بعد السنة الأولى، 8.8٪ خلال 10 سنوات، و19.3٪ خلال 25 سنة. لذلك، يحسب عمر النظام ب 25 سنة، والجدول 2 هو نتيجة حساب لإنتاج الطاقة لمدة 25 سنة للمشروع.
وفقا للتحليل، يبلغ إجمالي توليد الطاقة في المشروع خلال 25 عاما 2,517.16 مليون كيلوواط ساعة، ومتوسط توليد الطاقة السنوي خلال 25 سنة هو 100.69 مليون كيلوواط ساعة، وإجمالي توليد الطاقة السنوي لكل واط من القدرة المركبة حوالي 1.007 كيلوواط ساعة.
2.2 تحليل الفوائد
تقع محطة الطاقة في محافظة يانبيان، محافظة جيلين. وفقا ل "إشعار اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح بشأن سياسة أسعار مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية في 2018" (تنظيم أسعار فا غاي [2017] رقم 2196)، تم تشغيل محطة الطاقة الكهروضوئية بعد 1 يناير 2018، حيث تم تعديل أسعار الكهرباء المعتمدة على الشبكة لمناطق الموارد من الفئة الأولى والثانية والفئة الثالثة إلى 0.55 يوان/كيلوواط ساعة. 0.65 يوان/كيلوواط ساعة، و0.75 يوان/كيلوواط ساعة (مع احتساب الضرائب) على التوالي. هذه المنطقة هي منطقة موارد من الفئة الثانية، وسعر الكهرباء القياسي على الشبكة لمحطات الطاقة الكهروضوئية هو 0.65 يوان/كيلوواط ساعة. وفي الوقت نفسه، وفقا لمقترح مقاطعة جيلين "لتسريع تطبيق المنتجات الكهروضوئية لتعزيز التنمية الصحية للصناعة (رقم 128)"، تنفذ مقاطعة جيلين سياسة دعم الكهرباء لمشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية، وبناء على اللوائح الوطنية، تقدم دعما إضافيا بمقدار 0.15 يوان/كيلوواط ساعة. لذلك، يمكن لمحطة الطاقة الكهروضوئية الاستفادة من دعم قدره 0.8 يوان/كيلوواط ساعة.
السعة المركبة للمرحلة الأولى من المشروع هي 100 ميجاوات. وفقا لتقدير التكلفة البالغ 8 يوان/واط، فإن الاستثمار الأولي في الميزانية حوالي 800 مليون يوان، والاستحواذ الفعلي على المشروع هو 790 مليون يوان، وهو أقل قليلا من الاستثمار السابق في الميزانية. وفقا للتقديرات، يبلغ متوسط إنتاج الطاقة السنوي للمشروع 100,686,564 كيلوواط ساعة. وفقا للسياسة، يمكن الحصول على الدعم بسعر 0.8 يوان/كيلوواط ساعة، ويبلغ متوسط دخل رسوم الكهرباء السنوي لمحطة الطاقة الكهروضوئية حوالي 80.549 مليون يوان.
وفقا لتقدير الاستثمار الفعلي، سيسترد المشروع التكلفة خلال حوالي عشر سنوات. إجمالي إجمالي إنتاج الطاقة في محطة الطاقة خلال 25 سنة هو 2.517 مليار كيلوواط ساعة، وإجمالي الدخل حوالي 2.014 مليار يوان. خلال فترة الخدمة التي تبلغ 25 عاما، بلغ ربح هذا المشروع حوالي 1.224 مليار يوان. وفي الوقت نفسه، يمكن للمشروع تحقيق 14 مليون يوان من الضرائب المحلية و12 مليون يوان من صناديق تخفيف الفقر سنويا، ويمكن إخراج 4,000 أسرة فقيرة مسجلة بنجاح من الفقر، مع زيادة سنوية متوسطة قدرها 3,000 يوان.
بالإضافة إلى ذلك، نظرا لأن محطة الطاقة الكهروضوئية تستهلك طاقة أقل ولا تطلق ملوثات مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين إلى البيئة الخارجية، فإن لها قيمة حماية بيئية عالية وفوائد اجتماعية. تنتج محطة الطاقة الكهروضوئية في المتوسط ما يقرب من 100 مليون كيلوواط ساعة سنويا. وفقا لقواعد التحويل ذات الصلة، يمكن أن يوفر 36247.16 طن من الفحم القياسي سنويا، مما يعني تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون 100384.5 طن، ثاني أكسيد الكبريت 1188.1 طن، وأكاسيد النيتروجين 432.9 طن، كما يمكن أن يقلل من توليد الطاقة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، وفر 27386.7 طن من الغبار ما يقرب من 400 مليون لتر من المياه المنقاة.
3. الملخص
بعد النمو الهائل لصناعة الطاقة الكهروضوئية في السنوات الأخيرة، أصبح التأخر في بناء شبكات الطاقة في المناطق الفردية أكثر وضوحا. ومع تسارع التحول الصناعي والتطوير في بلدي، تباطأ الطلب الوطني على الكهرباء. ونتيجة لذلك، حدث تقليص الطاقة الكهروضوئية في أماكن مختلفة. وفي الوقت نفسه، لتحقيق هدف تكافؤ شبكة الطاقة الكهروضوئية، دخل سعر الكهرباء المرجعي على الشبكة للكهروضوئية في قناة هبوطية. وفقا ل "إشعار اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح حول سياسة أسعار مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية في 2018"، انخفض سعر الكهرباء القياسي على الشبكة في 2018 بمقدار 0.1 مقارنة بعام 2017. يوان/كيلوواط ساعة. في هذا السياق، ستواجه شركات الطاقة الشمسوئية ضغوطا أكبر لتقليل التكاليف. على النقيض من ذلك، تظل المواد الخام (مثل المكونات، الصلب، إلخ) وتكاليف العمالة المطلوبة لبناء محطات الطاقة الكهروضوئية مرتفعة. موازنة العلاقة بين التكاليف والفوائد هي مشكلة معقدة تحتاج صناعة الطاقة الكهروضوئية إلى التفكير فيها وحلها بعد ذلك.
1. تصنيف وتركيب محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يمكن تقسيم محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى أنواع مستقلة ومتصلة بالشبكة حسب ما إذا كانت متصلة بالشبكة العامة. يجب اختيار نوع نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية بناء على الطلب المرجعي على إمدادات الطاقة، ويتم إنشاء نظام توليدية كهروضوئية معقول للغاية.
2. نقاط اختيار المواقع الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
تنتشر محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في جميع أنحاء العالم. في بناء محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في بلدي، يجب إيلاء اهتمام كاف لاختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. عند اختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب مراعاة ظروف الضوء لضمان تسليط الضوء الكافي على اللوح الشمسي لتوفير تأثير توليد الطاقة. تقع محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في منطقة ذات تضاريس مستوية. لذلك، لا يكون من السهل الوقوع في الكوارث الطبيعية لتجنب التأثير الشديد للكوارث الطبيعية على معدات محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. تجنب الأعداد الكبيرة أو المباني حول موقع محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي ستظلل محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتؤثر على إضاءة محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
3. نقاط التصميم لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تصميم نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يركز بشكل رئيسي على سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، واختيار المعدات الإلكترونية للطاقة في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وتصميم وحساب المرافق المساعدة. من بينها، يركز تصميم السعة بشكل أساسي على سعة مكونات البطاريات والبطاريات في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. التركيز هو ضمان أن الكهرباء المخزنة في البطاريات يمكنها تلبية متطلبات العمل. لاختيار وتكوين مكونات النظام في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، من الضروري التأكد من أن المعدات المختارة تطابق تصميم سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية لضمان أن نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكنه العمل بشكل طبيعي.
4. النقاط الرئيسية لتصميم السعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تصميم سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب أولا ذكر الحمل والأبعاد المحلية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل، ويجب تحديد حجم الحمل واستهلاك الطاقة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. وبناء على ذلك، يتم اختيار سعة بطارية نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل. بعد ذلك، يتم تحديد التيار الأمثل لأنظمة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية المختلفة بحساب التيار المربع لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. ثم يتم اختيار جهد المصفوفة المربعة لبطارية نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. وأخيرا، يتم تحديد بطارية نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل من حيث الطاقة. عند تصميم مصفوفة البطارية المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يمكن إكمال تصميم مصفوفة البطارية الشمسية المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل وفقا لمبدأ التعزيز التسلسلي والتقويم المتوازي.
5. النقاط الرئيسية لتركيب نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
5.1 بناء أساس القاعدة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
يجب أن تكون قاعدة مصفوفة البطارية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقلة مصنوعة من الخرسانة. يجب أن يتوافق ارتفاع الأرض والانحراف الأفقي لأرضية الخرسانة مع متطلبات ومواصفات التصميم. يجب تثبيت قاعدة مصفوفة البطارية بمسامير مثبتة. يجب أن يفي التسرب بمتطلبات مواصفات التصميم. بعد صب الخرسانة وتثبيت مسامير المثبتة، يجب تصلب الحوض لمدة لا تقل عن خمسة أيام لضمان قوة التصلب قبل الانتهاء من تركيب رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل.
عند تركيب الحامل الشمسي لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب الانتباه إلى: (1) يجب أن تلبي زاوية الزاوية وزاوية الميل لإطار المصفوفة المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل متطلبات التصميم. (2) عند تركيب رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، من الضروري الانتباه إلى الحاجة للتحكم في مستوى القاع ضمن نطاق 3 مم/م. عندما يتجاوز المستوى المسموح به، يجب استخدام آلة للتسوية (leveling). (3) يجب أن يكون سطح الجزء الثابت من رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل مسطحا قدر الإمكان لتجنب تلف الخلايا. (4) للجزء الثابت من رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب تركيب حشوات مضادة للانقطاع لتحسين موثوقية الاتصال. (5) بالنسبة لمصفوفة الخلايا الشمسية المزودة بجهاز تتبع الشمس في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب فحص جهاز التتبع بانتظام لضمان أدائه لتتبع الشمس. (6) بالنسبة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يمكن تثبيت أو تعديل الزاوية بين الرف والأرض وفقا للتغيرات الموسمية بحيث يمكن للوح الشمسي على الأرجح زيادة مساحة استقبال ووقت إضاءة ضوء الشمس وتحسين استقلالية اللوح الشمسي—كفاءة توليد الطاقة في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
5.2 نقاط تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يرجى الانتباه إلى: (1) عند تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، من الضروري قياس وفحص معلمات كل مكون أولا للتأكد من أن المعايير تلبي متطلبات المستخدم لقياس جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة للوحدة الشمسية. (2) يجب تركيب وحدات شمسية ذات معايير عمل متشابهة في نفس المصفوفة المربعة لتحسين كفاءة توليد الطاقة في المصفوفة المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. (3) أثناء تركيب الألواح الشمسية، يجب تجنب النتوءات لتجنب تلف الألواح الشمسية، وهكذا. (4) إذا لم يكن اللوح الشمسي والإطار الثابت متطابقين بشكل وثيق، يجب تسويتهما بألواح حديدية لتحسين إحكام الربط بينهما. (5) عند تركيب اللوح الشمسي، من الضروري استخدام التركيب الجاهز على إطار اللوح الشمسي للتوصيل. عند التوصيل بالبراغي، انتبه لشدة الاتصال، وانتبه لأعمال الاسترخاء مسبقا وفقا للمعايير المستخدمة. (6) يجب أن يكون موقع الوحدة الشمسية المثبتة على الرف عالي الجودة قدر الإمكان. يجب أن تكون الفجوة بين الوحدة الشمسية المثبتة على الرف والرف أكبر من 8 مم لتحسين قدرة الوحدة الشمسية على تبديد الحرارة. (7) يجب حماية صندوق التوصيل للوح الشمسي من المطر والصقيع لتجنب الأضرار الناتجة عن المطر.
5.3 النقاط الرئيسية لربط الكابلات في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
عند تمديد كابلات توصيل نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، انتبه إلى مبدأ البدء أولا في الهواء الطلق، ثم الداخل، أولا بسيطا، ثم معقدا. وفي الوقت نفسه، انتبه إلى ما يلي عند تمديد الكابلات: (1) عند وضع الكابلات على الحافة الحادة للجدار والحامل، انتبه إلى حماية الكابلات. (2) انتبه لاتجاه وتثبيت الكابل عند تمديده، وانتبه إلى ضيق متوسط لترتيب الكابل. (3) انتبه إلى الحماية عند وصلة الكابل لمنع الأكسدة أو السقوط من الوصلة، مما يؤثر على تأثير توصيل الكابل. (4) يجب لف المغذي وخط العودة لنفس الدائرة معا قدر الإمكان لتجنب تأثير التداخل الكهرومغناطيسي للكابل على الكابل.
5.4 قم بعمل ممتاز في حماية البرق لأنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
أثناء تركيب نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب الانتباه للحماية من البرق وتأريض نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يجب أن يبقى كابل التأريض لقضيب البرق على مسافة معينة من حامل نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. للحماية من البرق في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يمكن استخدام طريقتين للحماية من البرق لتركيب قضيب البرق أو خط الحماية لحماية سلامة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
الخاتمة
تطوير واستخدام الطاقة الشمسية هو محور تطوير الطاقة وحتى في المستقبل. استنادا إلى تحليل تركيب وخصائص النظام الشمسي الكهروضوئي، تحلل هذه الورقة وتشرح النقاط الحرجة لتصميم وتركيب النظام الشمسي الكهروضوئي.
تتكون محطة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة من مصفوفة مربعة من وحدات الكهروضوئية، وصندوق دمج، وعاكس، ومحول تدريجي، وخزانة توزيع طاقة عند نقطة الاتصال بالشبكة. تشمل المعدات الرائدة في هذا المشروع في مجال المجال الكهروضوئي، والمحولات الكهروضوئية، والمحولات الصندوقية، وكابلات التيار المتردد والتيار المستمر. يظهر مخطط تكوين نظام محطات الطاقة الكهروضوئية في الشكل 2.
(1) الوحدات الكهروضوئية
تشمل وحدات الطاقة الكهروضوئية المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة في بلدي بشكل رئيسي ثلاثة أنواع: وحدات السيليكون أحادية البلورة، وحدات السيليكون متعددة البلورات، ووحدات الفيلم الرقيق. من بينها، تتمتع وحدات السيليكون أحادية البلورة بكفاءة تحويل عالية. ومع ذلك، فإن تكلفة وحدة واحدة مرتفعة نسبيا، وتستخدم بشكل رئيسي في أنظمة محطات الطاقة ذات مساحة تركيب صغيرة مثل محطات الطاقة الموزعة على الأسطح؛ مقارنة بوحدات السيليكون البلورية، تتميز وحدات الفيلم الرقيق بظروف إضاءة منخفضة. أداء أفضل لتوليد الطاقة وشكل وحدة الفيلم الرقيق النهائية مرن، ويمكن تعديله حسب الاحتياجات الفعلية للمبنى، ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة مثل جدران الستائر المبنى؛ كفاءة التحويل لوحدات السيليكون متعددة البلورات تكون بين وحدات السيليكون أحادية البلورة ووحدات الفيلم الرقيق، مع تقنية ناضجة وأداء عالي. مستقرة، سهلة النقل والتركيب على نطاق واسع، وأكثر فعالية من حيث التكلفة من السيليكون أحادي البلورة ووحدات الفيلم الرقيق. لذلك، تستخدم محطات الطاقة الأرضية الكبيرة غالبا مكونات البولي سيليكون. وبالنظر إلى العدد الكبير من وحدات الطاقة الشمسية المثبتة في هذا المشروع، والموقع النائي، وظروف التركيب القاسية، يعتمد التصميم الاختياري على وحدات بولي سيليكون محلية عالية الجودة، وتبلغ قوة الوحدة 270 واط. في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية، يحدد نظام تركيب وحدات الطاقة الكهروضوئية بشكل مباشر كمية الإشعاع الشمسي التي يمكن أن تتلقاها المصفوفة، مما يؤثر على كفاءة توليد الطاقة في كامل المحطة. في محطة الطاقة الكهروضوئية الجبلية، يجب أخذ العوامل اللازمة لقياس إيجابيات وسلبيات خطة تركيب وحدة الكهروضوئية في الاعتبار من اختيار ميل تركيب المصفوفة ومعدل استخدام الأراضي في الموقع. بالنسبة لميل تركيب الوحدات، تعتقد الصناعة عموما أنه يجب أن يكون متوافقا مع مدى عرض موقع المشروع. ومع ذلك، فإن ميل التركيب الكبير جدا لمناطق خطوط العرض العالية يعني مسافة حماية ظل أطول واستهلاك أكبر للفولاذ في القواعد، وهو ما لا يساعد على استخدام الموقع. تتأثر معدلات الفائدة وتكاليف الدعامة سلبا.
على العكس، إذا أخذنا في الاعتبار تحسين استخدام الأراضي من خلال تقليل ميل التركيب وتقليل مسافة الحماية من الظل، فإن كمية الإشعاع الشمسي التي تستقبلها المصفوفة ستنخفض بشكل كبير، مما سيؤثر بشكل كبير على كفاءة توليد الطاقة في المجموعة. لذلك، يجب أن يجد حل تركيب المكونات الممتاز توازنا مناسبا بين ميل المصفوفة واستخدام الأرض، مما يضمن حصول المكونات على أعلى كمية إشعاع وأخذ الاستخدام المعقول للأرض. عرض موقع تركيب المكونات في هذا المشروع حوالي 43.5°. افترض أن نظام تركيب الحوامل التقليدي تم اعتماده. في هذه الحالة، سيكون للدرع الظلي للمصفوفة تأثير أكبر على معدل استخدام الأرض، وهو أمر غير مقبول في ظل الوضع الضيق للأراضي المشروعية. لذلك، في عملية التصميم المسبق للمشروع، تخلى المشروع عن طريقة تركيب المكونات التقليدية وتحول إلى وضع تركيب جديد: أولا، تم تقليل ميل تركيب الوحدة إلى 40°، من جهة، يمكن تقصير طول ظل المصفوفة، ومن جهة أخرى، يمكن أن يقلل أيضا من تكلفة القوس؛ ثانيا، في نظام التركيب التقليدي، يتم تغيير طريقة تركيب مكونات صفين في مجموعة واحدة من المصفوفات إلى مجموعة واحدة من الشاشات وأعضاء من 3 صفوف. ونتيجة لذلك، يزداد عدد الميزات المثبتة في مجموعة مجموعات واحدة؛ بشكل عام، عدد المكونات المثبتة لكل وحدة مساحة أكبر من نظام التركيب التقليدي. معدل استخدام الأراضي مضمون أيضا بشكل معقول.
(2) العاكس
المحولات المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية في بلدي مقسمة بشكل رئيسي إلى محولات مركزية ومحولات خيوطية. العاكس المركزي كبير في السعة والحجم، ويتميز بإمكانية جدولة أفضل، وفعال من حيث التكلفة. ومع ذلك، فإن العاكس المركزي يحتوي على عدد قليل من MPPT ومتطلبات عالية لظروف التركيب، وهو أكثر ملاءمة لتركيب المكونات والمعدات بشكل موحد—محطات طاقة مركزية واسعة النطاق. تتمتع محولات الأوتار بسعة صغيرة، وخفيفة الوزن لكل جهاز، وأداء حماية جيد، ومتطلبات منخفضة لبيئة الاستخدام الخارجي، وسهولة النقل والتركيب، وغالبا ما تحتوي محولات الأوتار على عدد كبير من محولات MPPT، مما يمكنه تعظيم التأثيرات السلبية الناتجة عن اختلافات المكونات والتظليل، وتحسين كفاءة توليد الطاقة الكهروضوئية. وهو مناسب لأنظمة محطات الطاقة ذات ظروف تركيب المكونات المعقدة، وفي المناطق التي تشهد أياما أكثر ممطرة وضبابية، يكون وقت توليد الطاقة في محولات السلسلة أقصر. طويل. يجب اختيار محولات محطات الطاقة الكهروضوئية بناء على عوامل مثل حجم المحطة، البيئة الجغرافية للموقع، شكل النظام، ومتطلبات الاتصال بالشبكة. يقع المشروع في منطقة غابات جبلية، ومنطقة تركيب المعدات متفرقة، والتضاريس تقيد بشدة تركيب المكونات. لذلك، لتقليل فقدان الفرق المتسلسلة بين الوحدات وعدم التوافق المتوازي وتحسين قدرة توليد الطاقة في محطة الطاقة الكهروضوئية، يعتمد هذا المشروع عاكس خيوط محلي عالي الجودة مع وظيفة MPPT رباعي القنوات في اختيار العاكس، ويستخدم عاكس واحد. القدرة المقدرة هي 50 كيلوواط. بالإضافة إلى ذلك، سيتغير جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة في وحدات الطاقة الشمسية مع تقلب درجة الحرارة المحيطة، خاصة جهد الدائرة المفتوحة مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة. لذلك، يجب حساب وإظهار العدد التسلسلي للمكونات المتصلة ب MPPT العاكس لضمان عدم تجاوزه الحد الأعلى لجهد عمل MPPT العاكس تحت ظروف درجات حرارة منخفضة جدا؛ وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضا التأكد من أن سعة المكونات المتصلة بالعاكس لا تتجاوز الحد الأقصى لطاقة الإدخال DC للعاكس. في هذا المشروع، يرتبط كل محول بثماني دوائر خيوط كهروضوئية، وكل دائرة متصلة ب 21 وحدة كهروضوئية، وتبلغ قدرة الإدخال المستمر للعاكس 45.36 كيلوواط
(3) محول المجال
تشمل منتجات محولات الحقل الكهروضوئية المحلية بشكل رئيسي المحولات المغمورة في الزيت والمحولات الجافة من النوع الجاف. نظرا لأن محولات محطات الطاقة الكهروضوئية تركب غالبا في الهواء الطلق، تستخدم عادة محولات مدمجة من نوع الصندوق المغمور بالزيت ذات أداء حماية جيد وسهولة البناء والتركيب. عند تصميم واختيار المحول، من الضروري النظر بشكل شامل في نوع التصميم الكهربائي للنظام الكهروضوئي، ونسبة تحويل الجهد، والظروف البيئية للتركيب والاستخدام، واختيار المنتج الأنسب لنوع النظام الكهروضوئي، مع الأخذ في الاعتبار الحماس الكبير. تستخدم المحولات المغمورة في الزيت على نطاق واسع في الأنظمة الكهروضوئية بسبب تكلفتها المنخفضة، سهولة صيانتها، مستوى الجهد المرن، وتكوين سعة المحولات. ومع ذلك، وبسبب حجمها الكبير وخطر التلوث البيئي والحرائق الناتجة عن تسرب زيت العازل، فهي مناسبة عموما لأنظمة محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية واسعة النطاق التي تحتوي على مواقع تركيب كافية ومتطلبات منخفضة لتصنيف الحريق.
يقع مجال الطاقة الكهروضوئية لهذا المشروع على الجبل، وهناك مساحة واسعة لنقل وتركيب المعدات الكهربائية. لذلك، تم تصميم محول الصندوق المغمور بالزيت من طراز ZGS11-ZG (المعروف باسم "محول صندوق") لتهوية أساس المحول. يمكن لحوض الزيت منع التلوث البيئي ومخاطر الحريق الناتجة عن تسرب زيت عازل في جهاز تبديل الصندوق.
وبالنظر إلى توزيع المكونات المتفرق في محطات الطاقة الجبلية وعدم اتساق القدرة التركيبية لوحدات توليد الطاقة، تم تصميم هذا المشروع لاستخدام محولات صندوقية بدرجتين 1000 كيلوفولت أمبير و1600 كيلوفولت أمبير. وفقا للسعة المركبة الفعلية لكل وحدة توليد طاقة، يتم توصيل كل محول صندوقي ب 20-38 وحدة عاكس، ولا يجب أن تتجاوز نسبة سعة الوصول إلى الطاقة الكهموسوئية إلى سعة محول الصندوق 1.2.
(4) كابلات التيار المتردد والتيار المستمر
عادة ما يوجد نوعان من الكابلات الممدودة في الميدان لمحطات الطاقة الجبلية: الكابلات العلوية والمخزنة. بالنسبة للطرق التي تحتاج إلى عبور الأودية والغابات والأنهار، تستخدم عادة الأسلاك العلوية، بينما في المناطق ذات المسافات القصيرة، والمواقع المسطحة، وبناء الأرض المريح، يستخدم وضع المدفون. تتميز هذه الطريقة بفترة بناء قصيرة وتكلفة منخفضة. تشمل الكابلات المستخدمة في مجال الكهروضوئية لهذا المشروع بشكل رئيسي كابلات التيار المستمر بين الوحدات والمحولات، وكابلات التيار المتردد بين العاكس والمحولات الصندوقية، وبين محولات الصندوق ومحطات التعزيز. تشمل الاعتبارات في اختيار الكابل بشكل رئيسي تصنيف الجهد المقاوم، ومساحة المقطع العرضي، ونوع الكابل. من بينها، تم تصميم الكابلات بين الوحدات والمحولات باستخدام كابلات تيار مستمر كهروضوئية خاصة، مرتبة مع أربطة الأقواس الخلفية للوحدات؛ توضع كابلات التيار المتردد بين العاكسات ومحولات الصندوق ومحولات الصندوق تحت الأرض، نظرا لفصل الصيف في المنطقة التي تقع فيها محطة الطاقة. ومع ذلك، الجو ممطر ورطب. درجة الحرارة منخفضة في الشتاء، لذا استخدم كابل طاقة مدرع معزول من البولي إيثيلين (YJY23) مع رطوبة أفضل ومقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. لإجراء اختيار.
قبل وضع الكابلات المدفونة، يجب تحديد العمق المدفون المناسب. وفقا لمتطلبات المواصفات، يجب ألا يكون عمق الخطوط المدفونة مباشرة أقل من 0.7 متر، وعند عبور الأراضي الزراعية، يجب ألا يقل العمق عن 1.0 متر؛ وفي الوقت نفسه، في المناطق الباردة، يجب أيضا مراعاة سمك طبقة التربة المجمدة في الشتاء، ويجب أن تكون الكابلات المدفونة مباشرة في أقصى عمق لطبقة التربة الصلبة—ما يلي. الحد الأدنى لدرجة الحرارة القصوى في الشتاء في المنطقة التي يقع فيها المشروع هو -37.5°C، وأقصى سمك لطبقة التربة المجمدة هو 1.8 متر. لذلك، يجب أن يصل عمق تصميم خندق الكابل في منطقة المجال الكهروضوئي إلى 2.0 متر. وفي الوقت نفسه، يجب حماية الجزء الذي يمر عبر الطريق بواسطة أنابيب فولاذية. تغطي محطات الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق مساحة واسعة، مع عدد كبير من المعدات، وكمية كابلات التيار المتردد والتيار المستمر هائلة. لذلك، من الضروري تقدير عدد الأسلاك المستخدمة في المرحلة المبكرة من البناء بشكل معقول.
من ناحية أخرى، وبسبب تضاريس محطات الطاقة الجبلية المعقدة وظروف البناء، يصعب تقدير عدد الكابلات بناء على ما يسمى بتجربة "المشروع المشابه" ورسومات البناء. لذلك، في عملية البناء الفعلية لهذا المشروع، يتم اعتماد طريقة "رسم البناء + قيمة الخبرة + قيمة العينة في الموقع" لحساب كمية هندسة الكابلات بشكل شامل. من ناحية، تستخدم رسومات البناء وبيانات استهلاك الكابلات لمحطات الطاقة الجبلية السابقة للتقدير؛ مع تقدم المشروع، ستصبح عينات الكابلات المرجعية أكثر وفرة وتمثيلا، وستصبح القيمة المقدرة لاستخدام الكابلات أكثر دقة.
1.2 تشغيل وإدارة الصيانة للطاقة الكهروضوئية
نظرا لأن مشاريع بناء محطات الطاقة الكهروضوئية وأسعار الكهرباء على الشبكة في بلدي تتأثر بشكل كبير بالسياسات، فإن فترة البناء في معظم المشاريع قصيرة، ولا يمكن التحكم الكامل في تصميم وبناء محطات الطاقة بشكل علمي وفعال. لذلك، تسببت الإدارة في صعوبات خاصة ومخاطر خفية. وفي الوقت نفسه، وبسبب النمو الهائل لمشاريع الطاقة الكهروضوئية في السنوات الأخيرة، تم تشغيل عدد كبير من محطات الطاقة، بينما كان تدريب واحتياطي العاملين المحترفين في العمليات والصيانة في الصناعة متخلفا نسبيا، مما أدى إلى توتر تشغيل وصيانة المحطات الكهروضوئية، وعدم توازن مستوى وجودة التشغيل والصيانة. لذلك، فإن تعزيز وتحسين إدارة تشغيل وصيانة محطات الطاقة أمر بالغ الأهمية لضمان عمر الخدمة والفوائد الاقتصادية لمحطات الطاقة الكهروضوئية.
(1) إدارة المعدات الميدانية
تشمل المعدات الرائدة في مجال المجال الكهروضوئي، ومحولات الصناديق الكهروضوئية، ومحولات الصناديق الكهروضوئية. يتم إدارة هذه المعدات بشكل رئيسي من خلال جمع البيانات ومراقبة الموقع والفحوصات الدورية في الموقع، وما إلى ذلك، لفهم معايير وظروف التشغيل للمعدات، وتحليل المخاطر الأمنية المحتملة، والقضاء على الأعطال بسرعة.
المعدات الرائدة في مجال الطاقة الكهروضوئية مجهزة بمحطات جمع البيانات. يمكن تحقيق نقل البيانات والتعليمات في الوقت الحقيقي من خلال كابل الاتصال RS485 وشبكة الحلقات البصرية الموضوعة في الميدان وغرفة التحكم المركزية في محطة التعزيز. طاقم التشغيل والصيانة في غرفة التحكم المركزية. يمكن اختبار معايير التشغيل لجميع المعدات الكهربائية في الميدان داخل المباني، بما في ذلك معايير توليد طاقة العاكس، طاقة تغيير الصندوق، وغيرها، كما هو موضح في الشكل 3 والشكل 4؛ يتم التحكم في المعدات عن بعد لتحقيق الإدارة التلقائية لأفضل المعدات الكهربائية في مجال الطاقة الشمسية.
وفي الوقت نفسه، يجب تعزيز فحص المعدات الرائدة، وترتيب موظفي التشغيل والصيانة بانتظام لإجراء فحوصات ميدانية لوحدات الطاقة الشمسوئية، والعواكس، والمحولات الصندوقية في مجال الطاقة الكهروضوئية وتسجيل ظروف التشغيل والمعلمات ذات الصلة لكل معدات.
الشكل 3 توزيع توليد الطاقة اليومي النموذجي للعاكس
المشاكل التي تم اكتشافها في التحقيق مصنفة وملخصة وفرزها بسرعة، ويتم صياغة الحلول المستهدفة وفقا لخطورة الوضع. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في المناطق المرتفعة، وبسبب الميل الكبير لتركيب الوحدة، يجب إيلاء اهتمام خاص لقوة حامل الوحدة، ويجب شد أجزاء التوصيل المرتخية في الوقت المناسب. بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في المناطق التي فيها فرق كبير في درجات الحرارة بين النهار والليل، يجب إيلاء اهتمام خاص لتكثف الصقيع في صندوق المعدات الكهربائية، خاصة داخل محول الصندوق. من الضروري التركيز على التحقق مما إذا كان هناك صقيع وتكثف على سطح كل طرف وقاطع دائرة كهربائية وفي الوقت المناسب إذا لزم الأمر. أزل الجليد من الجدار الداخلي للصندوق، وتأكد من تهوية الصندوق بسلاسة لمنع رطوبة المعدات الكهربائية في الصندوق وتأثيرها على أداء العزل. عادة ما تكون فترة الفحص من أسبوع إلى أسبوعين، ويمكن تحديدها بناء على التشغيل الفعلي لمحطة الطاقة وحالة الطقس والبيئة في الموقع. بالنسبة للعمليات الجديدة، بعد الصيانة والمعدات ذات التاريخ من الفشل، يجب تقوية الفحوصات؛ وفي الوقت نفسه، يجب إجراء الفحوصات قبل وبعد الطقس القاسي مثل تساقط الثلوج والأمطار والعواصف والبرد.
(2) تنظيف وحدات الطاقة الشمسية
محطات الطاقة الشمسية التي تم بناؤها وتشغيلها في بلدي تستخدم وحدات سيليكون بلورية مع ركيزة زجاجية. تتكون هذه الوحدة بشكل رئيسي من الزجاج المقسى، والخلفية الخلفية، وإطار سبائك الألمنيوم، وخلايا السيليكون البلورية، وEVA، وجل السيليكا وصندوق الوصلات، وغيرها. مساحة استقبال الضوء وكفاءة التحويل الكهروضوئي، لكن سطحه الزجاجي المقسى معرض أيضا لتراكم الغبار والأوساخ. وجود عائق مثل الغبار على سطح الوحدة سيقلل من كفاءة التحويل الكهروضوئية ويسبب تأثير نقطة ساخنة في الجزء المظلل من الوحدة، مما قد يسبب أضرارا جسيمة للوحدة الكهروضوئية. لذلك، من الضروري وضع تدابير وخطط مقابلة لتنظيف سطح وحدات الطاقة الكهروضوئية المثبتة في محطة الطاقة بانتظام لضمان كفاءة تحويل الوحدات وسلامة تشغيلها. تشمل تقنيات التنظيف الشائعة لوحدات الطاقة الشمسية في بلدي بشكل رئيسي تقنية التنظيف اليدوي باستخدام مسدسات المياه عالية الضغط، وتقنية التنظيف الروبوتية المدمجة، وتقنية التنظيف الذاتي لوحدات الكهروضوئية، وتقنية إزالة غبار الستائر الكهربائية، وتقنية التنظيف المتنقل المثبتة على المركبات. تم تقديم خصائص تقنيات التنظيف المختلفة في الجدول 1.
الجدول 1: تقنيات تنظيف وحدات الكهروضوئية الشائعة الاستخدام
يقع المشروع في منطقة غابية بعيدة عن المنطقة الحضرية. لا توجد مصادر تلوث هواء مثل محطات الطاقة الحرارية وحقول التعدين حول الموقع. لذلك، فإن نقاء الهواء مرتفع، ووحدات الطاقة الكهروضوئية أقل تأثرا بالغبار. ومع ذلك، تكون درجة حرارة موقع المشروع منخفضة في الشتاء، ويتم تمديد وقت تساقط الثلوج. لذلك، يأخذ تنظيف الوحدات بشكل أساسي في الاعتبار تأثير الثلج على وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. استجابة لهذه المشكلة، وبالاقتران مع الوضع الفعلي لموقع المشروع ووضع تركيب الوحدات، يعتمد هذا المشروع مزيجا من التنظيف السلبي والتنظيف النشط لتنظيف وصيانة وحدات الطاقة الكهروضوئية في الميدان.
يجمع التنظيف السلبي بين خصائص ارتفاع التركيب العالي وزاوية الميل الكبيرة (40°) من وحدات الكهروضوئية لهذا المشروع. تحت تأثير جاذبيتها، يكون الثلج على سطح الوحدات في الشتاء صعبا في الالتصاق بسطح الزجاج للوحدات. عندما تلامس أشعة الشمس الوحدات، فإن زيادة درجة حرارة سطح المكونات تساعد في إزالة الجليد الثلجي. وبالنظر إلى التشغيل الفعلي لمحطة الطاقة، في أوائل ديسمبر، بعد تساقط الثلوج في الحقل ليلا، يكون سمك الثلج على سطح وحدات الطاقة الكهروضوئية حوالي 2-5 سم في الصباح. يتساقط من تلقاء نفسه، والثلوج المتبقية تتساقط بعد ساعتين. وبالمثل، في مواسم أخرى، يمكن أن تنزلق الحطام مثل الغبار أو الأوراق المتساقطة على سطح الوحدة بسلاسة عن سطح الوحدة تحت تأثير المطر والرياح.
التنظيف النشط نظرا لمتطلبات الاقتصاد والقابلية للتطبيق، بالنسبة لتلك الحطام من الثلج والغبار التي لا يمكن لوزنها إزالتها، يعتمد هذا المشروع طريقة تنظيم فرق تنظيف منتظمة لإزالة الثلج والغبار لتنظيف المكونات يدويا. في المناطق ذات مصادر المياه الوفيرة، يمكن استخدام مسدسات المياه المضغوطة للشطف، ويمكن تنظيف المناطق الأخرى يدويا باستخدام أدوات مثل الخرق. يجب اختيار وقت تنظيف الوحدات في الصباح الباكر أو المساء أو الليل أو الأيام الغائمة لتجنب الآثار السلبية لظلال المعدات والأفراد على كفاءة توليد الطاقة في وحدات الطاقة الكهروضوئية أثناء عملية التنظيف. يجب تحديد اختيار دورة التنظيف بناء على درجة التلوث على سطح المكون. في الظروف العادية، بالنسبة لملحقات الغبار، يجب ألا يقل عدد عمليات التنظيف مرتين عن مرتين في السنة؛ بالنسبة للثلج، يجب ترتيبه بسرعة حسب سمك التراكم على سطح الوحدة والثلوج التي تساقط حديثا.
تعتمد جودة تشغيل وصيانة وتدريب موظفي تشغيل وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية على مهارة وجودة العاملين في العمليات والصيانة. تقنية توليد الطاقة الكهروضوئية هي شكل جديد من استخدام الطاقة. معظم فرق إدارة التشغيل والصيانة في محطات الطاقة شابة نسبيا وتفتقر إلى الخبرة والتقنية في التشغيل والصيانة الكهروضوئية. لذلك، يجب على وحدة تشغيل وصيانة محطة الطاقة تعزيز التدريب المهني لموظفي التشغيل والصيانة. خلال تشغيل وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية، ووفقا للقوانين والأنظمة ذات الصلة وأحكام إدارة الطاقة المحلية، وإلى جانب قواعد وأنظمة تشغيل محطات الطاقة، يتم وضع برامج تدريبية تلبي خصائصها والقواعد التفصيلية، وتحسين المستوى الفني للموظفين باستمرار، وتعزيز وعيهم بالتعلم والابتكار. وفي الوقت نفسه، يجب إيلاء الاهتمام للإفصاح الفني والتدريب من وحدات المقاولات الفرعية المحترفة أو مصنعي المعدات. هناك العديد من المهن والصناعات المشاركة في بناء محطات الطاقة الكهروضوئية، وغالبا لا تكتمل أعمال التصميم قبل المشروع، والبناء، وإدارة التشغيل والصيانة من قبل نفس الشركة أو القسم. لذلك، يتطلب التعاقد المهني عند اكتمال محطة الطاقة وتسليمها إلى وحدة التشغيل والصيانة. يجب على الوحدة ومورد المعدات الإفصاح الفني لوحدة التشغيل والصيانة وتقديم خدمات التدريب اللازمة لضمان أن طاقم التشغيل والصيانة على دراية بأداء النظام والمعدات ويتقنون طرق التشغيل والصيانة.
2. توليد الطاقة الكهروضوئية وتحليل الفوائد
2.1 حساب توليد الطاقة النظري
وفقا ل "مواصفات التصميم لمحطات الطاقة الكهروضوئية"، يجب حساب وتحديد توقعات توليد الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية بناء على موارد الطاقة الشمسية في الموقع. بعد النظر في عوامل مختلفة مثل تصميم نظام محطات الطاقة الكهروضوئية، وتخطيط مصفوفة الطاقة الشمسية، والظروف البيئية، فإن صيغة الحساب هي:
في الصيغة، EP هو توليد الطاقة على الشبكة، كيلوواط ساعة؛ هيدروجين هو إجمالي الإشعاع الشمسي على المستوى الأفقي، والذي يبلغ 1412.55 كيلوواط ساعة/م²في هذا المشروع؛ ES هو الإشعاع في الظروف القياسية، بثابت 1kWh/m²; PAZ هو المكون. سعة التركيب في هذا المشروع هي 100000kWp؛ K هو معامل الكفاءة الشامل، وهو 0.8. لذلك، فإن القدرة النظرية لتوليد الطاقة في السنة الأولى من هذا المشروع هي
بسبب تقدم عمر المادة الأولية والأشعة فوق البنفسجية، ستنخفض قوة الوحدات الكهروضوئية عاما بعد عام أثناء الاستخدام. معدل توهين الطاقة للوحدات المستخدمة في هذا المشروع هو 2.5٪ في السنة الأولى، 0.7٪ في كل سنة بعد السنة الأولى، 8.8٪ خلال 10 سنوات، و19.3٪ خلال 25 سنة. لذلك، يحسب عمر النظام ب 25 سنة، والجدول 2 هو نتيجة حساب لإنتاج الطاقة لمدة 25 سنة للمشروع.
وفقا للتحليل، يبلغ إجمالي توليد الطاقة في المشروع خلال 25 عاما 2,517.16 مليون كيلوواط ساعة، ومتوسط توليد الطاقة السنوي خلال 25 سنة هو 100.69 مليون كيلوواط ساعة، وإجمالي توليد الطاقة السنوي لكل واط من القدرة المركبة حوالي 1.007 كيلوواط ساعة.
2.2 تحليل الفوائد
تقع محطة الطاقة في محافظة يانبيان، محافظة جيلين. وفقا ل "إشعار اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح بشأن سياسة أسعار مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية في 2018" (تنظيم أسعار فا غاي [2017] رقم 2196)، تم تشغيل محطة الطاقة الكهروضوئية بعد 1 يناير 2018، حيث تم تعديل أسعار الكهرباء المعتمدة على الشبكة لمناطق الموارد من الفئة الأولى والثانية والفئة الثالثة إلى 0.55 يوان/كيلوواط ساعة. 0.65 يوان/كيلوواط ساعة، و0.75 يوان/كيلوواط ساعة (مع احتساب الضرائب) على التوالي. هذه المنطقة هي منطقة موارد من الفئة الثانية، وسعر الكهرباء القياسي على الشبكة لمحطات الطاقة الكهروضوئية هو 0.65 يوان/كيلوواط ساعة. وفي الوقت نفسه، وفقا لمقترح مقاطعة جيلين "لتسريع تطبيق المنتجات الكهروضوئية لتعزيز التنمية الصحية للصناعة (رقم 128)"، تنفذ مقاطعة جيلين سياسة دعم الكهرباء لمشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية، وبناء على اللوائح الوطنية، تقدم دعما إضافيا بمقدار 0.15 يوان/كيلوواط ساعة. لذلك، يمكن لمحطة الطاقة الكهروضوئية الاستفادة من دعم قدره 0.8 يوان/كيلوواط ساعة.
السعة المركبة للمرحلة الأولى من المشروع هي 100 ميجاوات. وفقا لتقدير التكلفة البالغ 8 يوان/واط، فإن الاستثمار الأولي في الميزانية حوالي 800 مليون يوان، والاستحواذ الفعلي على المشروع هو 790 مليون يوان، وهو أقل قليلا من الاستثمار السابق في الميزانية. وفقا للتقديرات، يبلغ متوسط إنتاج الطاقة السنوي للمشروع 100,686,564 كيلوواط ساعة. وفقا للسياسة، يمكن الحصول على الدعم بسعر 0.8 يوان/كيلوواط ساعة، ويبلغ متوسط دخل رسوم الكهرباء السنوي لمحطة الطاقة الكهروضوئية حوالي 80.549 مليون يوان.
وفقا لتقدير الاستثمار الفعلي، سيسترد المشروع التكلفة خلال حوالي عشر سنوات. إجمالي إجمالي إنتاج الطاقة في محطة الطاقة خلال 25 سنة هو 2.517 مليار كيلوواط ساعة، وإجمالي الدخل حوالي 2.014 مليار يوان. خلال فترة الخدمة التي تبلغ 25 عاما، بلغ ربح هذا المشروع حوالي 1.224 مليار يوان. وفي الوقت نفسه، يمكن للمشروع تحقيق 14 مليون يوان من الضرائب المحلية و12 مليون يوان من صناديق تخفيف الفقر سنويا، ويمكن إخراج 4,000 أسرة فقيرة مسجلة بنجاح من الفقر، مع زيادة سنوية متوسطة قدرها 3,000 يوان.
بالإضافة إلى ذلك، نظرا لأن محطة الطاقة الكهروضوئية تستهلك طاقة أقل ولا تطلق ملوثات مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين إلى البيئة الخارجية، فإن لها قيمة حماية بيئية عالية وفوائد اجتماعية. تنتج محطة الطاقة الكهروضوئية في المتوسط ما يقرب من 100 مليون كيلوواط ساعة سنويا. وفقا لقواعد التحويل ذات الصلة، يمكن أن يوفر 36247.16 طن من الفحم القياسي سنويا، مما يعني تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون 100384.5 طن، ثاني أكسيد الكبريت 1188.1 طن، وأكاسيد النيتروجين 432.9 طن، كما يمكن أن يقلل من توليد الطاقة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، وفر 27386.7 طن من الغبار ما يقرب من 400 مليون لتر من المياه المنقاة.
3. الملخص
بعد النمو الهائل لصناعة الطاقة الكهروضوئية في السنوات الأخيرة، أصبح التأخر في بناء شبكات الطاقة في المناطق الفردية أكثر وضوحا. ومع تسارع التحول الصناعي والتطوير في بلدي، تباطأ الطلب الوطني على الكهرباء. ونتيجة لذلك، حدث تقليص الطاقة الكهروضوئية في أماكن مختلفة. وفي الوقت نفسه، لتحقيق هدف تكافؤ شبكة الطاقة الكهروضوئية، دخل سعر الكهرباء المرجعي على الشبكة للكهروضوئية في قناة هبوطية. وفقا ل "إشعار اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح حول سياسة أسعار مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية في 2018"، انخفض سعر الكهرباء القياسي على الشبكة في 2018 بمقدار 0.1 مقارنة بعام 2017. يوان/كيلوواط ساعة. في هذا السياق، ستواجه شركات الطاقة الشمسوئية ضغوطا أكبر لتقليل التكاليف. على النقيض من ذلك، تظل المواد الخام (مثل المكونات، الصلب، إلخ) وتكاليف العمالة المطلوبة لبناء محطات الطاقة الكهروضوئية مرتفعة. موازنة العلاقة بين التكاليف والفوائد هي مشكلة معقدة تحتاج صناعة الطاقة الكهروضوئية إلى التفكير فيها وحلها بعد ذلك.
1. تصنيف وتركيب محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يمكن تقسيم محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى أنواع مستقلة ومتصلة بالشبكة حسب ما إذا كانت متصلة بالشبكة العامة. يجب اختيار نوع نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية بناء على الطلب المرجعي على إمدادات الطاقة، ويتم إنشاء نظام توليدية كهروضوئية معقول للغاية.
2. نقاط اختيار المواقع الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية
تنتشر محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في جميع أنحاء العالم. في بناء محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في بلدي، يجب إيلاء اهتمام كاف لاختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. عند اختيار مواقع محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب مراعاة ظروف الضوء لضمان تسليط الضوء الكافي على اللوح الشمسي لتوفير تأثير توليد الطاقة. تقع محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في منطقة ذات تضاريس مستوية. لذلك، لا يكون من السهل الوقوع في الكوارث الطبيعية لتجنب التأثير الشديد للكوارث الطبيعية على معدات محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. تجنب الأعداد الكبيرة أو المباني حول موقع محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي ستظلل محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتؤثر على إضاءة محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
3. نقاط التصميم لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تصميم نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يركز بشكل رئيسي على سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، واختيار المعدات الإلكترونية للطاقة في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وتصميم وحساب المرافق المساعدة. من بينها، يركز تصميم السعة بشكل أساسي على سعة مكونات البطاريات والبطاريات في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. التركيز هو ضمان أن الكهرباء المخزنة في البطاريات يمكنها تلبية متطلبات العمل. لاختيار وتكوين مكونات النظام في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، من الضروري التأكد من أن المعدات المختارة تطابق تصميم سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية لضمان أن نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكنه العمل بشكل طبيعي.
4. النقاط الرئيسية لتصميم السعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تصميم سعة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب أولا ذكر الحمل والأبعاد المحلية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل، ويجب تحديد حجم الحمل واستهلاك الطاقة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. وبناء على ذلك، يتم اختيار سعة بطارية نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل. بعد ذلك، يتم تحديد التيار الأمثل لأنظمة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية المختلفة بحساب التيار المربع لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. ثم يتم اختيار جهد المصفوفة المربعة لبطارية نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. وأخيرا، يتم تحديد بطارية نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل من حيث الطاقة. عند تصميم مصفوفة البطارية المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يمكن إكمال تصميم مصفوفة البطارية الشمسية المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المنفصل وفقا لمبدأ التعزيز التسلسلي والتقويم المتوازي.
5. النقاط الرئيسية لتركيب نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
5.1 بناء أساس القاعدة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
يجب أن تكون قاعدة مصفوفة البطارية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقلة مصنوعة من الخرسانة. يجب أن يتوافق ارتفاع الأرض والانحراف الأفقي لأرضية الخرسانة مع متطلبات ومواصفات التصميم. يجب تثبيت قاعدة مصفوفة البطارية بمسامير مثبتة. يجب أن يفي التسرب بمتطلبات مواصفات التصميم. بعد صب الخرسانة وتثبيت مسامير المثبتة، يجب تصلب الحوض لمدة لا تقل عن خمسة أيام لضمان قوة التصلب قبل الانتهاء من تركيب رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل.
عند تركيب الحامل الشمسي لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب الانتباه إلى: (1) يجب أن تلبي زاوية الزاوية وزاوية الميل لإطار المصفوفة المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل متطلبات التصميم. (2) عند تركيب رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، من الضروري الانتباه إلى الحاجة للتحكم في مستوى القاع ضمن نطاق 3 مم/م. عندما يتجاوز المستوى المسموح به، يجب استخدام آلة للتسوية (leveling). (3) يجب أن يكون سطح الجزء الثابت من رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل مسطحا قدر الإمكان لتجنب تلف الخلايا. (4) للجزء الثابت من رف نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب تركيب حشوات مضادة للانقطاع لتحسين موثوقية الاتصال. (5) بالنسبة لمصفوفة الخلايا الشمسية المزودة بجهاز تتبع الشمس في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يجب فحص جهاز التتبع بانتظام لضمان أدائه لتتبع الشمس. (6) بالنسبة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يمكن تثبيت أو تعديل الزاوية بين الرف والأرض وفقا للتغيرات الموسمية بحيث يمكن للوح الشمسي على الأرجح زيادة مساحة استقبال ووقت إضاءة ضوء الشمس وتحسين استقلالية اللوح الشمسي—كفاءة توليد الطاقة في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
5.2 نقاط تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل
عند تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، يرجى الانتباه إلى: (1) عند تركيب وحدات الطاقة الشمسية لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل، من الضروري قياس وفحص معلمات كل مكون أولا للتأكد من أن المعايير تلبي متطلبات المستخدم لقياس جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة للوحدة الشمسية. (2) يجب تركيب وحدات شمسية ذات معايير عمل متشابهة في نفس المصفوفة المربعة لتحسين كفاءة توليد الطاقة في المصفوفة المربعة لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقل. (3) أثناء تركيب الألواح الشمسية، يجب تجنب النتوءات لتجنب تلف الألواح الشمسية، وهكذا. (4) إذا لم يكن اللوح الشمسي والإطار الثابت متطابقين بشكل وثيق، يجب تسويتهما بألواح حديدية لتحسين إحكام الربط بينهما. (5) عند تركيب اللوح الشمسي، من الضروري استخدام التركيب الجاهز على إطار اللوح الشمسي للتوصيل. عند التوصيل بالبراغي، انتبه لشدة الاتصال، وانتبه لأعمال الاسترخاء مسبقا وفقا للمعايير المستخدمة. (6) يجب أن يكون موقع الوحدة الشمسية المثبتة على الرف عالي الجودة قدر الإمكان. يجب أن تكون الفجوة بين الوحدة الشمسية المثبتة على الرف والرف أكبر من 8 مم لتحسين قدرة الوحدة الشمسية على تبديد الحرارة. (7) يجب حماية صندوق التوصيل للوح الشمسي من المطر والصقيع لتجنب الأضرار الناتجة عن المطر.
5.3 النقاط الرئيسية لربط الكابلات في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
عند تمديد كابلات توصيل نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، انتبه إلى مبدأ البدء أولا في الهواء الطلق، ثم الداخل، أولا بسيطا، ثم معقدا. وفي الوقت نفسه، انتبه إلى ما يلي عند تمديد الكابلات: (1) عند وضع الكابلات على الحافة الحادة للجدار والحامل، انتبه إلى حماية الكابلات. (2) انتبه لاتجاه وتثبيت الكابل عند تمديده، وانتبه إلى ضيق متوسط لترتيب الكابل. (3) انتبه إلى الحماية عند وصلة الكابل لمنع الأكسدة أو السقوط من الوصلة، مما يؤثر على تأثير توصيل الكابل. (4) يجب لف المغذي وخط العودة لنفس الدائرة معا قدر الإمكان لتجنب تأثير التداخل الكهرومغناطيسي للكابل على الكابل.
5.4 قم بعمل ممتاز في حماية البرق لأنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
أثناء تركيب نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب الانتباه للحماية من البرق وتأريض نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يجب أن يبقى كابل التأريض لقضيب البرق على مسافة معينة من حامل نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. للحماية من البرق في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يمكن استخدام طريقتين للحماية من البرق لتركيب قضيب البرق أو خط الحماية لحماية سلامة نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
الخاتمة
تطوير واستخدام الطاقة الشمسية هو محور تطوير الطاقة وحتى في المستقبل. استنادا إلى تحليل تركيب وخصائص النظام الشمسي الكهروضوئي، تحلل هذه الورقة وتشرح النقاط الحرجة لتصميم وتركيب النظام الشمسي الكهروضوئي.