फोटोवोल्टाइक स्टेशन की क्षमता अनुपात को कैसे सही ढंग से डिज़ाइन करें

विकसित हो रही वैश्विक मांग के साथ सुस्तरणीय ऊर्जा के लिए, प्रकाशवोल्टेज बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हुई है। प्रकाशवोल्टेज बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकी के मुख्य बearer के रूप में, प्रकाशवोल्टेज बिजली स्टेशन का डिज़ाइन बिजली स्टेशन की बिजली उत्पादन दक्षता, संचालन स्थिरता और आर्थिक लाभ पर सीधे प्रभाव डालता है। इनमें से, क्षमता अनुपात, प्रकाशवोल्टेज बिजली स्टेशन के डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर के रूप में, स्टेशन की समग्र प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। इस लेख का उद्देश्य प्रकाशवोल्टेज बिजली स्टेशन के क्षमता अनुपात को विचारपूर्वक डिज़ाइन करने के तरीके की चर्चा करना है ताकि बिजली उत्पादन दक्षता और आर्थिकता में सुधार किया जा सके।

01 सौर विद्युत स्टेशन क्षमता अनुपात का सारांश
सौर विद्युत स्टेशन की क्षमता अनुपात सौर मॉड्यूलों की स्थापित क्षमता और इन्वर्टर उपकरण की क्षमता के बीच का अनुपात है।
सौर विद्युत उत्पादन की अस्थिरता और पर्यावरण के प्रभाव के कारण, सौर विद्युत स्टेशन की क्षमता अनुपात को सिर्फ सौर मॉड्यूलों की स्थापित क्षमता के आधार पर 1:1 विन्यास करना सौर इन्वर्टर क्षमता का व्यर्थ होने का कारण बन सकता है। इसलिए, सौर प्रणाली के स्थिर चलन के प्रतिबद्धता के बाद भी, सौर प्रणाली की विद्युत उत्पादन दक्षता को बढ़ाने के लिए, आदर्श क्षमता अनुपात डिज़ाइन 1:1 से अधिक होना चाहिए। समझदार क्षमता अनुपात डिज़ाइन न केवल विद्युत उत्पादन को अधिकतम कर सकता है, बल्कि विभिन्न प्रकाश स्थितियों को समायोजित करने और कुछ प्रणाली क्षतिपूर्ति का सामना करने में मदद कर सकता है।

02 क्षमता अनुपात के मुख्य प्रभावशील कारक
विशेष परियोजना स्थिति के अनुसार, क्षमता अनुपात डिज़ाइन को समग्र रूप से विचार करना आवश्यक है। क्षमता अनुपात पर प्रभाव डालने वाले कारक घट्टे, प्रणाली का नुकसान, विकिरण, घट्टा की इंस्टॉलेशन कोण आदि शामिल हैं। विशिष्ट विश्लेषण निम्न है।

1. घट्टा का घट्टा
सामान्य जीवन बढ़ने पर, वर्तमान घट्टा का पहले वर्ष का घट्टा लगभग 1% है, दूसरे वर्ष के बाद घट्टा का घट्टा रैखिक परिवर्तन दिखाएगा और 30 साल का घट्टा दर लगभग 13% है, यानी घट्टा की वार्षिक ऊर्जा उत्पादन कम हो रहा है और नामित विद्युत आउटपुट को लगातार बनाए रखा नहीं जा सकता है, इसलिए फोटोवोल्टाइक क्षमता अनुपात के डिज़ाइन में पावर स्टेशन की पूरी जीवन चक्र में घट्टा को ध्यान में रखना चाहिए। जोड़े गए घट्टे की ऊर्जा उत्पादन को अधिकतम करने और प्रणाली की कुशलता में सुधार करने के लिए।

फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल का 30 साल का रैखिक विद्युत घट्टा वक्र

2. प्रणाली का नुकसान
फोटोवोल्टाइक प्रणाली में, फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल और इन्वर्टर आउटपुट के बीच विभिन्न हानियां होती हैं, जिनमें मॉड्यूल श्रृंखला और समानांतर एवं ब्लॉक धूल हानि, DC केबल हानि, फोटोवोल्टाइक इन्वर्टर हानि आदि शामिल हैं, प्रत्येक लिंक की हानि फोटोवोल्टाइक पावर प्लांट इन्वर्टर के वास्तविक आउटपुट पावर को प्रभावित करेगी।

PVsyst PV पावर प्लांट सिमुलेशन रिपोर्ट

चित्र में दिखाया गया है, परियोजना के वास्तविक सुसज्जिति और अवरुद्धता की हानि को PVsyst द्वारा परियोजना अनुप्रयोग में सिमुलेट किया जा सकता है; सामान्य परिस्थितियों में, फोटोवोल्टाइक प्रणाली की DC हानि लगभग 7-12% होती है, इन्वर्टर हानि लगभग 1-2% होती है, और कुल हानि लगभग 8-13% होती है। इसलिए, फोटोवोल्टाइक मॉड्यूलों की स्थापित क्षमता और वास्तविक बिजली उत्पादन डेटा के बीच हानि का विचलन होता है। यदि मॉड्यूल की स्थापना क्षमता को फोटोवोल्टाइक इन्वर्टर के 1:1 क्षमता अनुपात के अनुसार चुना जाता है, तो इन्वर्टर की वास्तविक आउटपुट अधिकतम क्षमता इन्वर्टर की नामित क्षमता का केवल लगभग 90% होती है, भले ही प्रकाश की स्थिति सबसे अच्छी हो, इन्वर्टर पूरी तरह से भरा नहीं होता है, जो इन्वर्टर और प्रणाली के उपयोग को कम करता है।

3. प्रकाश प्रतिरोध विभिन्न क्षेत्रों में भिन्न-भिन्न होता है
इस घटक को केवल STC संचालन प्रतिबंधों के तहत (STC संचालन प्रतिबंध: प्रकाश की तीव्रता 1000W/m² है, बैटरी का तापमान 25°C है और महावायु की गुणवत्ता 1.5 है) नामित शक्ति आउटपुट प्राप्त करने की संभावना है, यदि संचालन प्रतिबंध STC प्रतिबंधों को प्राप्त नहीं करते हैं, तो फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल का आउटपुट शक्ति अपनी नामित शक्ति से कम होगी, और एक दिन में प्रकाश संसाधनों का समय वितरण STC प्रतिबंधों को पूरा करने के लिए योग्य नहीं है, मुख्य रूप से क्योंकि प्रारंभिक, मध्य और बाद के भागों में प्रकाश प्रसारण और तापमान में अंतर बड़ा होता है; एक साथ, विभिन्न क्षेत्रों के प्रकाश प्रसारण और पर्यावरण फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल की विद्युत उत्पादन पर विभिन्न प्रभाव डालते हैं, इसलिए प्रारंभिक परियोजना को विशेष क्षेत्र के अनुसार स्थानीय प्रकाश संसाधन डेटा को समझने और डेटा गणना करने की आवश्यकता होती है।

राष्ट्रीय मौसम सेवा के विंड और सोलर ऊर्जा मूल्यांकन केंद्र के वर्गीकरण मानदंडों के अनुसार, विभिन्न क्षेत्रों में प्रकाश प्रतिरोध के विशिष्ट डेटा को जाना जा सकता है, और कुल वार्षिक सौर विकिरण प्रतिरोध को चार श्रेणियों में विभाजित किया गया है:

वार्षिक कुल सौर विकिरण प्रतिरोध का वर्गीकरण

इसलिए, यहां तक कि एक ही संसाधन क्षेत्र में भी, साल भर में विकिरण की मात्रा में बड़े अंतर होते हैं। यह यानी कि समान प्रणाली कॉन्फिगरेशन, यानी विद्युत उत्पादन के अंतर्गत समान क्षमता अनुपात नहीं है। समान विद्युत उत्पादन को प्राप्त करने के लिए, आयतन अनुपात को बदलकर यह प्राप्त किया जा सकता है।

4. संगठन स्थापना कोण
उपयोगकर्ता-पक्ष फोटोवॉल्टिक पावर स्टेशन के समान परियोजना में विभिन्न छत के प्रकार होंगे, और विभिन्न छत के प्रकार के अनुसार विभिन्न घटक डिज़ाइन कोण शामिल होंगे, और उनके अनुरूप घटकों द्वारा प्राप्त विकिरण भी अलग होगा। उदाहरण के लिए, जियांगशू प्रांत में एक औद्योगिक और व्यापारिक परियोजना में रंगीन इस्पात की टाइल छतें और कंक्रीट की छतें हैं, और डिज़ाइन झुकाव कोण क्रमशः 3° और 18° हैं। विभिन्न झुकाव कोणों के लिए PV द्वारा सिमुलेट किए गए झुके हुए सतह के विकिरण डेटा नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं। यह देखा जा सकता है कि विभिन्न कोणों पर स्थापित घटकों द्वारा प्राप्त विकिरण अलग है। यदि वितरित छत अधिकांशतः टाइल से बनी हो, तो समान क्षमता वाले घटकों का आउटपुट ऊर्जा एक निश्चित झुकाव कोण वाले घटकों की तुलना में कम होती है।

3° झुकाव कोण कुल विकिरण

18° झुकाव कोण कुल विकिरण

03 क्षमता अनुपात डिज़ाइन विचार
उपरोक्त विश्लेषण के अनुसार, क्षमता अनुपात का डिज़ाइन प्रधानतया पावर स्टेशन के समग्र लाभ को बढ़ाने के लिए है, जिसे इनवर्टर की DC एक्सेस क्षमता को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है। वर्तमान में, क्षमता अनुपात की विन्यास विधियाँ मुख्यतः पूर्वाधारित अधिक मेल और सक्रिय अधिक मेल में विभाजित हैं।

1. पूर्वाधारित अधिक मेल का प्रतिकार
पूर्वाधारित अधिक मेल का अर्थ है कि आयतन अनुपात को समायोजित करके, जब प्रकाश सबसे अच्छा होता है, इनवर्टर पूर्ण भार आउटपुट पर पहुंच सकता है। यह विधि केवल फोटोवोल्टाइक प्रणाली में होने वाले आंशिक नुकसान को ध्यान में रखती है, घटक की क्षमता को बढ़ाकर (नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया), प्रणाली के ट्रांसमिशन प्रक्रिया में होने वाले ऊर्जा नुकसान का प्रतिकार कर सकती है, ताकि इनवर्टर का वास्तविक उपयोग में पूर्ण भार आउटपुट प्रभाव प्राप्त हो और किसी भी क्लिपिंग नुकसान न हो।

प्रतिकार अधिक मेल चित्र

2. सक्रिय अधिक मेल
एक्टिव ओवरमैट्चिंग कोशिश करना है प्रतिकारी ओवरमैट्चिंग (नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है) के आधार पर फोटोवोल्टाइक मॉड्यूल क्षमता को बढ़ाना। यह विधि सिस्टम के नुकसान को ध्यान में रखते हुए, निवेश लागत और राजस्व जैसे अन्य कारकों को भी समग्र रूप से ध्यान में रखती है। इसका उद्देश्य सिस्टम की औसत बिजली की लागत (LCOE) को कम करना है, इनवर्टर के पूर्ण कार्य काल को सक्रिय रूप से बढ़ाकर, घटिया प्रकाश की स्थिति में भी पूर्ण भार काम करने की स्थिति में रखकर, घटिया घटना की सीमा के बीच एक संतुलन ढूंढना। यह बढ़ी हुई घटिया घटना की लागत और सिस्टम की बिजली उत्पादन राजस्व के बीच एक संतुलन ढूंढती है। चित्र में दिखाया गया है कि सिस्टम की वास्तविक बिजली उत्पादन वक्र 'शिखर कट' की स्थिति में दिखाई देगा, और कुछ समय के दौरान घटिया उत्पादन की सीमा में काम करेगा। हालांकि, उपयुक्त क्षमता अनुपात के तहत, सिस्टम का समग्र LCOE सबसे कम होता है, अर्थात् लाभ बढ़ता है।

एक्टिव ओवरमैट्चिंग चित्र

नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, क्षमता अनुपात के बढ़ने के साथ LCOE लगातार कम होता रहता है। पूर्णांक अधिकता अनुपात बिंदु पर, प्रणाली का LCOE सबसे कम मान तक नहीं पहुंचता है। जब क्षमता अनुपात को और भी बढ़ाया जाता है तो सक्रिय अधिकता अनुपात बिंदु पर प्रणाली का LCOE सबसे कम मान पर पहुंचता है, और क्षमता अनुपात के और भी बढ़ने के बाद LCOE बढ़ना शुरू हो जाता है। इसलिए, सक्रिय अधिकता बिंदु प्रणाली का आदर्श क्षमता अनुपात है।

LOCE/ क्षमता अनुपात चित्र

इनवर्टर के लिए, प्रणाली के LCOE को न्यूनतम बनाने के लिए पर्याप्त DC पक्ष अधिकता क्षमता की आवश्यकता होती है, विभिन्न क्षेत्रों के लिए, विशेष रूप से उज्ज्वलता शर्तों में कम वाले क्षेत्रों के लिए, अधिक सक्रिय अधिकता योजना की आवश्यकता होती है ताकि इनवर्टर के निर्धारित आउटपुट समय को बढ़ाया जा सके और प्रणाली के LCOE को अधिकतम रूप से कम किया जा सके।

04 निष्कर्ष और सुझाव
सारांश में, प्रतिकरण अधिक आवंटन और सक्रिय अधिक आवंटन योजनाएँ फोटोवॉल्टिक प्रणाली की कुशलता में सुधार करने के लिए प्रभावी तरीके हैं, लेकिन प्रत्येक का अपना फोकस है। प्रतिकरण अधिक मैचिंग मुख्य रूप से प्रणाली के नुकसान के प्रतिकरण पर केंद्रित है, जबकि सक्रिय अधिक मैचिंग इनपुट बढ़ाने और आय में सुधार के बीच संतुलन पाने पर अधिक ध्यान देती है। इसलिए, वास्तविक परियोजना में, परियोजना की मांगों के अनुसार उपयुक्त क्षमता अनुपात विन्यास योजना का चयन करना सुझाया जाता है।