Miks päikesepaneelid muutuvad üha võimsamaks?
Kümme aastat tagasi kandis standardmoodulit andmesildil 250 W kuni 280 W. Tänapäeval on utiliseerivates -tehastes kasutatavate tavaliste toodete võimsus 600 W kuni 700 W. Enamiku inimeste esimene instinkt on elemendi tõhusust tunnustada, kuid tõhusus selgitab vaid väikest osa muutusest. Tegelik vastus peitub süsteemi kulustruktuuris.
Kust lisavatid tegelikult tulid
Mooduli väljundvõimsus taandub üsna lihtsaks võrrandiks:
Võimsus=Valguse-vastuvõtuala × konversioonitõhusus × 1000 W/m² (standardne kiirgustihedus)
Viimase viieteistkümne aasta jooksul on konversioonitõhusus tõusnud umbes 15%-lt tänaselt 22%-ni PERC-i puhul, 23-24%-ni TOPConi puhul ning 24-25%-ni BC ja HJT puhul. See on ligikaudu 60% edasiminek ja tõeliselt muljetavaldav, kuid see ei saa arvesse võtta 2,5-kordset hüpet 280 W-lt 700 W-le.
Ülejäänud tuli piirkonnast. Vahvli serva pikkus liikus 156,75 mm-lt 166 mm-le, 182 mm-le ja 210 mm-le (vormingud M6, M10 ja G12, millele tööstus viitab) ning rakkude arv kasvas 60-lt 72-le, seejärel pooleks lõigatud paigutusele 144, 132 ja muud. Mooduli jalajälg kasvas ligikaudu 1,6 m² pealt üle 3 m².
Nii et täpne viis selle väljendamiseks on järgmine:paneeli pindala kasvab, tõhusus paraneb ja nimesilt näitab lihtsalt nende kahe tulemust.
Tasub rõhutada ühte punkti, sest see on nii sageli segaduses:suurem võimsus ei tähenda suuremat efektiivsust.700 W moodul ja 450 W moodul võivad toota umbes sama energiat ruutmeetri kohta. Esimene on lihtsalt suurem.
Miks suurem: see kõik tuleb tagasi LCOE-sse
Juht on tasandatud elektrikulu (LCOE) - eluea kogukulu jagatud kogu toodetud energiaga.
PV kulude vähendamine võideldi varem mooduli enda peal. Kuid kuna moodulite hinnad langesid, langes mooduli osa tehase esialgsetes kapitalikuludes tunduvalt enam kui poolelt umbes 40%ni või alla selle. Ülejäänud osa on BOS (süsteemi tasakaal): riiulid, vundamendid, alalisvoolu kaabeldus, kombainkarbid, inverterid, maa, juurdepääsuteed, paigaldustööjõud ja tõsteseadmed. Märkimisväärne osa nendest kuludest onhinnaga mitte vati, vaid ühiku ja ruutmeetri kohta.
See on suurte moodulite põhiloogika. Võtke 100 MW jaam:
|
Mooduli hinnang |
Nõutavad ühikud |
|
450 W |
~222,000 |
|
700 W |
~143,000 |
Mida tähendab praktikas ligi 80 000 mooduli kõrvaldamine? 80 000 vähem tõsteid ja paigutusi, 160 000 vähem kinnituspolte, 80 000 vähem juhtmestiku toiminguid ning võrde ja klambrite proportsionaalne vähenemine. Kõik see on tööjõu- ja tarbekulu, mis väheneb lineaarselt.
Suurtel moodulitel on ka suurem töövool (210-vormingus tooted võivad jõuda lühisvooluni vahemikus 18 A) ja 1500 V süsteemipinge, nii et iga string kannab rohkem võimsust. Vähem stringe tähendab lühemat alalisvoolukaabli pikkust, vähem kombineerimisseadmeid ja vähem inverteri MPPT-sisendeid. Üldine tööstusharu hinnang 540 W klassilt 700 W klassile üleminekul on BOS-i sääst mõne sendi võrra vati kohta, mis tähendab süsteemi kogumahu vähenemist 1–3%. Sadade miljonite investeeringutega kommunaalprojektide puhul on see marginaal hankes tõeline konkurentsihoob.
Tootmine naudib sama dividendi. Kui palju vahvleid üks liin tunnis töötleb, määrab suuresti seadmete taktiaeg, mitte vahvlite suurus. 182 mm-lt 210 mm-le tõstab sama seadme tunnis toodetud vatti umbes 30%, nii et kulum, tehase ruum, tööjõud ja pakend langevad kõik vattipõhiselt. See on otsene põhjus, miks suurusevõistlus pärast 2019. aastat valgeks{7}}kuumaks muutus.
Miks see pole lihtsalt "raku suuremaks tegemine"
Suurendage kõike proportsionaalselt ja sa põrkad peaaegu kohe vastu inseneri seina. Suured vormingud töötavad ainult terve paketi toetavate kujundusmuudatuste tõttu:
Praegune-ruutprobleem.Kahekordistage vahvli pindala ja väljundvool ligikaudu kahekordistub, kuid takistuslik kadu skaala voolu ruuduga -, nii et kaotus neljakordistub. Suured moodulid pidid seetõttu kasutama pooleldi{2}}lõigatud (ja isegi kolmandal-lõigatud) rakke, mitme-siinide kujundusi (MBB, liikudes 5 siinilt 12-le või enamale) ja ristkülikukujulisi vahvleid (182 × 210, 210R ja sarnased), et suruda iga{10}}elemendi voolu tagasi vastuvõetavasse vahemikku. Ilma nende meetmeteta oleks vormingu suurendamine tõhususe halvemaks, mitte paremaks muutnud.
Mehaaniline laadimine.Tuulest ja lumekoormusest tulenevad paindemomendid kasvavad mittelineaarselt koos ulatusega. Pindala suurenedes tuleb raami ristlõige- ümber kujundada, klaas paksendada või kahekordseks 2,0 mm vahetada ja paigaldus-avade asendid - ümber paigutada, vastasel juhul põhjustab liigne läbipaine keskele raku mikropragusid. Paljud kvaliteedivaidlused seoses varajaste suure{7}}vormingus toodetega pärinevad täpselt sellest.
Liidese ühilduvus.Kui mooduli vool ületab inverteri MPPT-sisendi piirangut või stringi avatud-vooluahela pinge jõuab 1500 V laeni, jääb suure mooduli kulueelis seisma. Vormindamise teekaardid peavad seetõttu liikuma koos inverterite ja jälgimisseadmete tootjatega. Jälgimisseadmed on eriti tundlikud: suuremad moodulid tõstavad{4}}tuule tekitatud väändekoormust, mistõttu väändejäikus ja summutuskonstruktsioon peavad sammu pidama.
Logistika ja tööjõu karmid piirid.Kui moodul läheneb 2,4 m pikkusele ja ületab 30 kg, on käsitsi teisaldamine lõppenud ja mehaanilised paigaldusabivahendid muutuvad vajalikuks. Samal ajal tõmbavad füüsilised piirangud, nagu konteineri sisemõõtmed ja tee laiuse piirangud, tõhusalt joone, mida formaat ei saa ületada -, kui suurust ei pakkida tõhusalt standardkonteinerisse, siis veohind vati kohta tõuseb.
Pange see kõik kokku ja pilt on selge:suuruse suurendamise piirkasu väheneb, samas kui piirkulu - laadimine, logistika, paigaldus, mikropragude risk - tõuseb.Kui need kaks kõverat ristuvad, on see põhjus, miks tööstus on 210 formaadi lähedale umbes 700 W juures. Niinimetatud -182 vs 210 arutelu ei käinud kunagi selle üle, kumb on suurem; see puudutas seda, milline sobib paremini kogu rakutehnoloogia, inverterite, riiulite ja transpordikonteinerite ökosüsteemiga.

Tagasi elamute juurde: kas suured paneelid sobivad katuse jaoks?
Kasuliku-skaala loogika kaotab elamu katusel suure osa oma jõust ja kohati pöördub ümber. Elamusüsteemidel on erinev kulustruktuur ja erinevad piirangud: piiratud katusepind, ebakorrapärased kujud, käsitsi paigaldamine ja kasutusiga üle kahekümne aasta. Moodul moodustab väiksema osa koguinvesteeringust kui kommunaalettevõte, samas kui tööjõu- ja-müügijärgne tugi moodustavad rohkem.
Suurte paneelide eelised elamutes
Vähem ühikut tähendab vähem töötunde ja vähem ühenduspunkte.8 kW süsteem vajab 20 moodulit 400 W juures, aga 500 W juures ainult 16. Neli vähem moodulit tähendab 8 vähem MC4 paarispaari, 8 vähem klambri-ja-poltide komplekti ning mitu meetrit vähem alalisvoolukaablit. Kõrgete{12}}tööjõu-kulude turgudel - Euroopas, Põhja-Ameerikas, Austraalias - ületab siinne sääst sageli moodulite endi hinnaerinevust. Ja kuna MC4-pistikud on tunnustatud kõrge sagedusega{18}}tõrkepunkt ning alalisvoolukaare rikete ja tulekahjude peamine allikas elamusüsteemides, on ühenduste arvu vähendamine omaette töökindluse kasv.
Suurem võimsus, kui katusel on vähe ruumi.Kui kasutatav pindala on siduv piirang -, siis linna ridaelamu ühekaldkatus, näiteks - suurem vatti ruutmeetri kohta tähendab suuremat installeeritud võimsust ja suuremat oma-tarbimise suhet samalt katuselt. Aga kui täpne olla, siis siin on W/m² (mooduli efektiivsus), mitte tüübisildi hinnang. Füüsiliselt suur ja tavalise efektiivsusega paneel ei oma eelist väiksema ja tõhusama paneeli ees piiratud katusel.
Puhtamad ehitustööd ja kaablite vedamine.Vähem ühikut tähendab lihtsamat paigutust, korralikumat rööpa ja torude liikumist, ühtlasemat paigalduskvaliteeti ja lihtsamat rikete asukohta hilisema hoolduse käigus.
Peavooluvormingutel on kõige sujuvam tarneahel.Suurimatel-mahu suurustel on madalaimad hinnad, sügavaim kanalivaru, parimad teostusajad ja kõige rohkem läbirääkimisruumi. See punkt ilmub allpool uuesti väga erineval kujul.
Suurte paneelide kulud elamutes
Jämedam paigutuse granulaarsus ja raisatud servad.Elamu katustel on korstnad, katuseaknad, katuseluukid, ventilatsiooniavad, juurdepääsuteed, harjad ja puusade ristmikud. Mida suurem on moodul, seda raskem on nende takistuste vahel asukohta leida. Üldine tulemus on see, et suurematele paneelidele üleminek vähendab tegelikult katuse kogumahtuvust. Kahju on eriti märgatav Euroopa mitme-kaldega katustel ja Hiina keerukatel maapiirkondade katustel.
Varjutuskaod võimenduvad.Vari, mille kommunaalposti või puu talvisel pärastlõunal heidab, maksab rohkem absoluutset võimsust, kui see langeb üle suure paneeli kui väikesele. Möödaviigu dioodid jagavad mooduli tavaliselt kolmeks tsooniks ja mida suuremad need tsoonid on, seda rohkem ala tõmmatakse varjutatud lahtritega alla.
Kõrgem käsitsemis- ja paigaldusrisk.2,3 m pikkuse ja üle 30 kg kaaluva paneeli kandmine redelit mööda 30-kraadisele kivikatusele, kusjuures kaks inimest töötavad tuule käes, on maapealse paigaldusega tööst põhimõtteliselt erinev riskiprofiil. Paljud paigaldajad seisavad suurte paneelide vastu just sellel ebaglamuursel põhjusel.
Muudetud konstruktsiooni koormuse jaotus.Vanematel katustel projekteeriti võre kandevõime, plaatide kandepunktid ja hüdroisolatsiooni läbiviigud väiksemate moodulite fikseeritud vahekauguste ümber. Suured paneelid nihutavad nii koormate asukohta kui ka nendevahelisi vahesid, mis ei ole alati sõbralik olemasolevatele hoonetele. Mõnikord on vaja tugevdada ja veel üks osa säästust kaob.
Mooduli{0}}taseme elektroonika võib vajada uuendamist.Võimsuse optimeerijatel ja mikroinverteritel on sisendvõimsus ja voolulaed. Kui mooduli vool ületab need, on vaja kallimat mudelit, mis kompenseerib paigaldussäästu. See tuleb algusest peale valikuarvutusse kaasata.
Varuosade-saadavus: tõeline pikaajaline-probleem.See on eluruumides kõige kergemini tähelepanuta jäetud tegur, mida on tagantjärele kõige raskem parandada.
Elamusüsteem on loodud kahekümne{0}}viie aasta pikkuseks kasutuseks, kuid moodulivormingud muutuvad iga kolme kuni viie järel. Vanem 60-elemendiline täis-elemendivorming (ligikaudu 1,65 m, 300–350 W) on nüüdseks suures osas tootmisest väljas ja varasem 250 W põlvkond on täielikult kadunud. Kui 2016. aastal paigaldatud süsteem kaotab täna mooduli, on originaalmudeli - samad mõõtmed, samad pinge- ja vooluparameetrid leidmine praktikas väga keeruline.
Tagajärjed kaskaad:
Mõõtmete mittevastavus.Praegused tooted on üldiselt pikemad ja laiemad. Need ei sobi olemasolevate rööpavahede ja klambrite asenditega, nii et muudate riiulit või elate püsiva vahega.
Elektriline mittevastavus.Erineva avatud-ahela pinge ja töövooluga moodulite segamine ühte stringi tähendab, et nõrgim hoiab kogu stringi tagasi ja tegelik kadu võib tunduvalt ületada üksiku rikkis paneeli väljundi. Selle vältimine tähendab kogu stringi - asendamist ühest ebaõnnestunud moodulist saab string-taseme kulu.
Garantiikett katki.Kui esialgne tootja on turult lahkunud või mudeli tootmise lõpetanud, ei ole toitegarantiid ja asenduskohustused sageli au sees.
Kasutatud{0}}varuosad on ebausaldusväärsed.Järele jäävad tavaliselt väljatõmmatud moodulid-või liini lõpp-, mille päritolu, lagunemise olek ja mikropragude seisukord on teadmata - ning ei pruugi olla odav.
Nii et instinkt "valida lihtsamaks paigutuseks väiksemad paneelid" vajab ajateljel allahindlust:Juba-tõrjutud väikese formaadi tahtlik valimine täna tekitab varuosade-probleeme järgmisel kümnendil või kauemgi pärast hooldust.Kuid see ei ole ka argument, et suurem on parem, sest suurimate ja uusimate spetsifikatsioonide puhul on sama kiire käive ja need ei pruugi olla pikemad{0}}kui tavapäraste.
Tõeliselt mõistlik valik onmainstream formaadis suurima praeguse tarnemahuga, mis on endiselt tootmises ja mida tarnivad paljud tootjad- ei ole kumbki suurusspektri äärmuslik osa. Eluruumide puhul on see riba praegu umbes 54{4}}elemendiga / 108 poolelemendiga tooteid: pikkusega umbes 1,7–1,9 m ja võimsusega 420–470 W. Kasu ei ole mitte ainult paigutuse sõbralikkus, vaid ka tõenäosus, et lähedast asendust saab osta ka aastate pärast.
Kui tingimused seda võimaldavad, vähendavad kaks otsust projekteerimisetapis oluliselt hilisemat riski:
Määrake mooduli-taseme jõuelektroonika(optimisaatorid või mikroinverterid), nii et iga paneel töötab iseseisvalt ja hiljem erinevate parameetritega moodulite segamine ei tõmba kogu stringi alla.
Hoidke üks või kaks moodulit samast tootmispartiist varuosadenaüleandmisel. Kulud on väikesed ja see on peaaegu ainus viis, kuidas kahekümne aasta pärast tagada meeldimine-sarnaseks{2}}asenduseks.
mida elamuostjad peaksid tegelikult vaatama
Nimesildi hinnangust olulisemad on neli asja:
Watti ruutmeetri kohta(mooduli efektiivsus) - määrab, kui palju mahutab piiratud katus.
Kuidas füüsilised mõõtmed sobivad teie katuse takistustega- määrab saavutatud tegeliku katvuse suhte.
Kaal ja paigaldatavus- määrab saidi ohutuse ja tööpakkumise.
Kas formaat on praegu stabiilsete tarnijatega tavatootmises- määrab, kas süsteem on veel kahekümne aasta pärast parandatav.
450 W paneel, mis raiskab 15% katusest, kaotab 420 W paneelile, mis seda täielikult katab. Ja atraktiivsete spetsifikatsioonidega paneel, mille tootmine lõpetatakse kolme aasta pärast, jätmata tagavaraallikat, võib süsteemi täisea jooksul kaotada mõlemale.

Sulgemine
Päikesepaneelid muutuvad aina suuremaks, kuna see on õpikujuhtumsüsteemi-taseme optimeerimise alistav komponent-taseme optimeerimine.Juhiks ei ole laborites püstitatud efektiivsusrekordid, vaid tähelepanuväärsed detailid: riiulipoldid, kaablikäigud, kraanatunnid ja kaubakonteineri sisesein.
Ja just seetõttu, et see on süsteemi{0}}taseme vastus, on sellel selged rakenduspiirid:lagedal kõrbealal on suurem õige; korstnate ja katuseakendega katusel on õige sobivus.

