जैसे-जैसे अक्षय ऊर्जा की वैश्विक मांग बढ़ती जा रही है, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन तकनीक तेजी से विकसित हुई है। फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन तकनीक के मुख्य वाहक के रूप में, फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन की डिजाइन तर्कसंगतता सीधे बिजली उत्पादन दक्षता, परिचालन स्थिरता और बिजली स्टेशन के आर्थिक लाभों को प्रभावित करती है। उनमें से, क्षमता अनुपात फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों के डिजाइन में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है और इसका पावर स्टेशन के समग्र प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
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फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन क्षमता अनुपात का अवलोकन
फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन क्षमता अनुपात फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की स्थापित क्षमता और इन्वर्टर उपकरणों की क्षमता के अनुपात को संदर्भित करता है। फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की अस्थिरता और पर्यावरण के बड़े प्रभाव के कारण, फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों की क्षमता अनुपात को केवल फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की स्थापित क्षमता के अनुसार 1:1 पर कॉन्फ़िगर करने से फोटोवोल्टिक इन्वर्टर क्षमता की बर्बादी होगी। इसलिए, फोटोवोल्टिक प्रणाली के स्थिर संचालन के आधार पर फोटोवोल्टिक प्रणाली की क्षमता को बढ़ाना आवश्यक है। फोटोवोल्टिक प्रणाली बिजली उत्पादन दक्षता के लिए, इष्टतम क्षमता अनुपात डिजाइन 1:1 से अधिक होना चाहिए। क्षमता अनुपात का तर्कसंगत डिजाइन न केवल बिजली उत्पादन आउटपुट को अधिकतम कर सकता है, बल्कि विभिन्न प्रकाश स्थितियों के अनुकूल भी हो सकता है और कुछ सिस्टम नुकसानों से निपट सकता है।
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आयतन अनुपात को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक
विशिष्ट परियोजना की स्थिति के आधार पर उचित क्षमता-से-वितरण अनुपात डिज़ाइन पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए। क्षमता-से-वितरण अनुपात को प्रभावित करने वाले कारकों में घटक क्षीणन, सिस्टम हानि, विकिरण, घटक स्थापना झुकाव आदि शामिल हैं। विशिष्ट विश्लेषण इस प्रकार है।
1. घटक क्षीणन
सामान्य उम्र बढ़ने और क्षीणन की स्थिति के तहत, पहले वर्ष में मॉड्यूल का वर्तमान क्षीणन लगभग 1% है, और दूसरे वर्ष के बाद मॉड्यूल का क्षीणन रैखिक रूप से बदल जाएगा। 30 वर्षों में क्षय दर लगभग 13% है, जिसका अर्थ है कि मॉड्यूल की वार्षिक बिजली उत्पादन क्षमता में गिरावट है, रेटेड बिजली उत्पादन को लगातार बनाए नहीं रखा जा सकता है। इसलिए, फोटोवोल्टिक क्षमता अनुपात डिजाइन को घटक बिजली उत्पादन के मिलान को अधिकतम करने और सिस्टम दक्षता में सुधार करने के लिए बिजली स्टेशन के पूरे जीवन चक्र के दौरान घटक क्षीणन को ध्यान में रखना चाहिए।
2. सिस्टम हानि
फोटोवोल्टिक प्रणाली में, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल और इन्वर्टर आउटपुट के बीच विभिन्न नुकसान होते हैं, जिसमें श्रृंखला और समानांतर घटकों और परिरक्षण धूल, डीसी केबल हानि, फोटोवोल्टिक इन्वर्टर हानि आदि की हानि शामिल है। प्रत्येक लिंक में नुकसान फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन के इन्वर्टर को प्रभावित करेगा। कनवर्टर की वास्तविक आउटपुट शक्ति।
परियोजना अनुप्रयोगों में, PVsyst का उपयोग परियोजना के वास्तविक विन्यास और छायांकन हानि का अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है; आम तौर पर, फोटोवोल्टिक प्रणाली का डीसी साइड लॉस लगभग 7-12% है, इन्वर्टर लॉस लगभग 1-2% है, और कुल नुकसान लगभग 8-13% है; इसलिए, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की स्थापित क्षमता और वास्तविक बिजली उत्पादन डेटा के बीच एक हानि विचलन है। यदि मॉड्यूल स्थापना क्षमता और 1:1 की क्षमता अनुपात के आधार पर एक फोटोवोल्टिक इन्वर्टर का चयन किया जाता है, तो इन्वर्टर की वास्तविक अधिकतम आउटपुट क्षमता इन्वर्टर की रेटेड क्षमता का केवल लगभग 90% है। यहां तक कि जब प्रकाश अपने सबसे अच्छे रूप में होता है, तब भी इन्वर्टर पूरे लोड पर काम नहीं करेगा, जिससे इन्वर्टर और सिस्टम का उपयोग कम हो जाता है।
3. विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग विकिरण होते हैं
मॉड्यूल केवल एसटीसी कार्य स्थितियों (एसटीसी कार्य स्थितियों: प्रकाश तीव्रता 1000W / m², बैटरी तापमान 25 डिग्री, वायु गुणवत्ता 1.5) के तहत रेटेड पावर आउटपुट तक पहुंच सकता है। यदि कार्य स्थितियां एसटीसी शर्तों को पूरा नहीं करती हैं, तो फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की आउटपुट पावर इसकी रेटेड पावर से कम होनी चाहिए, और एक दिन के भीतर प्रकाश संसाधनों का समय वितरण सभी एसटीसी शर्तों को पूरा नहीं कर सकता है, मुख्य रूप से सुबह, मध्य और शाम को विकिरण, तापमान आदि में बड़े अंतर के कारण; साथ ही, विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न विकिरण और वातावरण फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की बिजली उत्पादन पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं। , इसलिए परियोजना के शुरुआती चरण में, विशिष्ट क्षेत्र के अनुसार स्थानीय प्रकाश संसाधन डेटा को समझना और डेटा गणना करना आवश्यक है।
इसलिए, एक ही संसाधन क्षेत्र में भी, पूरे वर्ष में विकिरण में बड़े अंतर होते हैं। इसका मतलब है कि एक ही सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन, यानी एक ही क्षमता अनुपात के तहत बिजली उत्पादन क्षमता अलग-अलग होती है। समान बिजली उत्पादन प्राप्त करने के लिए, क्षमता अनुपात को बदलकर इसे प्राप्त किया जा सकता है।
4. घटक स्थापना झुकाव कोण
उपयोगकर्ता-साइड फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों की एक ही परियोजना में विभिन्न छत प्रकार होंगे, और विभिन्न छत प्रकारों में विभिन्न घटक डिज़ाइन झुकाव कोण शामिल होंगे, और संबंधित घटकों द्वारा प्राप्त विकिरण भी अलग-अलग होंगे; उदाहरण के लिए, झेजियांग में एक औद्योगिक और वाणिज्यिक परियोजना में रंगीन स्टील टाइल की छतें और कंक्रीट की छतें हैं, और डिज़ाइन झुकाव कोण क्रमशः 3 डिग्री और 18 डिग्री हैं। विभिन्न झुकाव कोणों को पीवी के माध्यम से अनुकरण किया जाता है और झुकाव वाली सतह के विकिरण डेटा को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है; आप विभिन्न कोणों पर स्थापित घटकों द्वारा प्राप्त विकिरण को देख सकते हैं। डिग्री अलग है। उदाहरण के लिए, यदि वितरित छतों को ज्यादातर टाइल किया जाता है, तो समान क्षमता वाले घटकों की आउटपुट ऊर्जा एक निश्चित झुकाव वाले लोगों की तुलना में कम होगी।
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क्षमता अनुपात डिजाइन विचार
उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, क्षमता अनुपात का डिज़ाइन मुख्य रूप से इन्वर्टर की डीसी साइड एक्सेस क्षमता को समायोजित करके पावर स्टेशन की समग्र दक्षता में सुधार करना है; क्षमता अनुपात की वर्तमान कॉन्फ़िगरेशन विधियों को मुख्य रूप से मुआवजा ओवर-प्रोविज़निंग और सक्रिय ओवर-प्रोविज़निंग में विभाजित किया गया है।
1. अधिक आवंटन के लिए मुआवजा
ओवर-मैचिंग की भरपाई का मतलब है क्षमता-से-मैच अनुपात को समायोजित करना ताकि इन्वर्टर प्रकाश व्यवस्था के सबसे अच्छे होने पर पूर्ण लोड आउटपुट तक पहुँच सके। यह विधि केवल फोटोवोल्टिक प्रणाली में मौजूद नुकसान के हिस्से को ध्यान में रखती है। घटकों की क्षमता बढ़ाकर (जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है), ऊर्जा संचरण के दौरान सिस्टम के नुकसान की भरपाई की जा सकती है, ताकि इन्वर्टर वास्तविक उपयोग के दौरान पूर्ण लोड आउटपुट तक पहुँच सके। पीक क्लिपिंग हानि के बिना प्रभाव।
2. सक्रिय अति-आवंटन
सक्रिय ओवरप्रोविजनिंग का अर्थ है ओवरप्रोविजनिंग की भरपाई के आधार पर फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की क्षमता में वृद्धि जारी रखना (जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है)। यह विधि न केवल सिस्टम के नुकसान पर विचार करती है, बल्कि निवेश लागत और लाभ जैसे कारकों पर भी व्यापक रूप से विचार करती है। लक्ष्य इन्वर्टर के पूर्ण-लोड संचालन समय को सक्रिय रूप से विस्तारित करना है ताकि बढ़ी हुई घटक निवेश लागत और सिस्टम बिजली उत्पादन राजस्व के बीच संतुलन पाया जा सके, ताकि सिस्टम की बिजली की औसत स्तर की लागत (LCOE) को कम किया जा सके। यहां तक कि जब प्रकाश खराब होता है, तब भी इन्वर्टर पूरे लोड पर काम करता है, जिससे पूर्ण-लोड संचालन समय बढ़ जाता है; हालांकि, सिस्टम के वास्तविक बिजली उत्पादन वक्र में "पीक क्लिपिंग" घटना होगी जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, और यह कुछ समय के दौरान सीमा पर होगा। काम करने की स्थिति भेजें। हालांकि, उचित क्षमता अनुपात के तहत, सिस्टम का समग्र LCOE सबसे कम है, यानी राजस्व बढ़ता है।
मुआवजा ओवर-मैचिंग, सक्रिय ओवर-मैचिंग और LCOE के बीच संबंध नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। क्षमता-मिलान अनुपात बढ़ने पर LCOE घटता रहता है। मुआवजा ओवर-मैचिंग बिंदु पर, सिस्टम LCOE न्यूनतम मान तक नहीं पहुंचता है। यदि क्षमता-मिलान अनुपात को सक्रिय ओवर-मैचिंग बिंदु तक और बढ़ाया जाता है, तो सिस्टम का LCOE LCOE न्यूनतम पर पहुंच जाता है। यदि क्षमता अनुपात में वृद्धि जारी रहती है, तो LCOE बढ़ेगा। इसलिए, सक्रिय ओवर-वितरण बिंदु सिस्टम का इष्टतम क्षमता अनुपात मान है।
इन्वर्टर के लिए, सिस्टम के सबसे कम LCOE को कैसे पूरा किया जाए, इसके लिए पर्याप्त DC साइड ओवर-प्रोविजनिंग क्षमता की आवश्यकता होती है। विभिन्न क्षेत्रों के लिए, विशेष रूप से खराब विकिरण स्थितियों वाले क्षेत्रों के लिए, विस्तारित व्युत्क्रमण को प्राप्त करने के लिए उच्च सक्रिय ओवर-प्रोविजनिंग समाधानों की आवश्यकता होती है। सिस्टम के LCOE को कम करने के लिए इन्वर्टर के रेटेड आउटपुट समय को अधिकतम किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, ग्रोवेट फोटोवोल्टिक इन्वर्टर DC साइड पर 1.5 गुना ओवर-प्रोविजनिंग का समर्थन करते हैं, जो अधिकांश क्षेत्रों में सक्रिय ओवर-प्रोविजनिंग की अनुकूलता को पूरा कर सकता है।
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निष्कर्ष और सुझाव
संक्षेप में, मुआवज़ा अतिप्रावधान और सक्रिय अतिप्रावधान दोनों ही योजनाएँ फोटोवोल्टिक प्रणालियों की दक्षता में सुधार करने के लिए प्रभावी साधन हैं, लेकिन प्रत्येक का अपना अलग महत्व है। प्रतिपूरक अतिप्रावधान मुख्य रूप से सिस्टम के नुकसान की भरपाई पर केंद्रित है, जबकि सक्रिय अतिप्रावधान निवेश बढ़ाने और राजस्व में सुधार के बीच संतुलन खोजने पर अधिक ध्यान केंद्रित करता है; इसलिए, वास्तविक परियोजनाओं में, परियोजना की ज़रूरतों के आधार पर उपयुक्त क्षमता-प्रावधान अनुपात विन्यास योजना का व्यापक रूप से चयन करने की अनुशंसा की जाती है।