1.1 Sélection et conception d’équipements de pointe dans le domaine photovoltaïque
The grid-connected photovoltaic power station comprises a square array of photovoltaic modules, a combiner box, an inverter, a step-up transformer, and a power distribution cabinet at the grid-connected point. This project's leading equipment in the photovoltaic field area includes photovoltaic modules, inverters, box-type transformers, and AC and DC cables. The configuration diagram of the photovoltaic power station system is shown in Figure 2.
(1) Modules photovoltaïques
Les modules photovoltaïques utilisés dans les centrales photovoltaïques connectées au réseau dans mon pays comprennent principalement trois types : les modules en silicium monocristallin, les modules en silicium polycristallin et les modules à couche mince. Parmi eux, les modules en silicium monocristallin ont une efficacité de conversion élevée. Pourtant, le coût d’un seul module est relativement élevé, et ils sont principalement utilisés dans les systèmes de centrales électriques avec une petite surface d’installation, tels que les centrales électriques distribuées sur les toits ; Par rapport aux modules en silicium cristallin, les modules à couche mince ont des conditions de faible luminosité. De meilleures performances de production d’énergie et la forme du module à couche mince fini est flexible, qui peut être ajustée en fonction des besoins réels du bâtiment, et est largement utilisée dans des systèmes tels que les murs-rideaux de bâtiment ; L’efficacité de conversion des modules en silicium polycristallin se situe entre les modules en silicium monocristallin et les modules à couche mince, avec une technologie mature et des performances élevées. Stables, faciles à transporter et à installer à grande échelle, et plus rentables que le silicium monocristallin et les modules à couche mince. Par conséquent, les centrales au sol à grande échelle utilisent principalement des composants en polysilicium. Compte tenu du grand nombre de modules photovoltaïques installés dans ce projet, de l’éloignement du site et des conditions d’installation difficiles, la conception de la sélection adopte des modules en polysilicium domestiques de haute qualité et la puissance du module est de 270W. Dans un système de production d’énergie photovoltaïque, le schéma d’installation des modules photovoltaïques détermine directement la quantité de rayonnement solaire que le réseau peut recevoir, ce qui affecte l’efficacité de la production d’énergie de l’ensemble de la centrale. Dans la centrale photovoltaïque de montagne, les facteurs permettant de mesurer les avantages et les inconvénients du plan d’installation du module photovoltaïque doivent être pris en compte à partir de la sélection de l’inclinaison de l’installation du réseau et du taux d’utilisation des sols du site. Pour l’inclinaison d’installation des modules, l’industrie estime généralement qu’elle doit être cohérente avec la latitude de l’emplacement du projet. Pourtant, une inclinaison d’installation trop grande pour les zones de haute latitude signifie une distance de blindage d’ombre plus longue et une consommation d’acier plus importante du support, ce qui n’est pas propice à l’utilisation du site. Les tarifs et les coûts des endoprothèses sont tous deux affectés.
Au contraire, si nous envisageons d’améliorer l’utilisation des terres en réduisant l’inclinaison de l’installation et en raccourcissant la distance de protection contre l’ombre, la quantité de rayonnement solaire reçue par le réseau sera considérablement réduite, ce qui affectera sérieusement l’efficacité de la production d’énergie de la collection. Par conséquent, une excellente solution d’installation de composants doit trouver un équilibre approprié entre l’inclinaison du réseau et l’utilisation du sol, ce qui peut garantir que les composants reçoivent la meilleure quantité de rayonnement et tenir compte de l’utilisation raisonnable du terrain. La latitude du site d’installation des composants dans ce projet est d’environ 43,5°. Supposons que le schéma d’installation conventionnel des supports soit adopté. Dans ce cas, le blindage d’ombre du réseau aura un impact plus important sur le taux d’utilisation des terres, ce qui est inacceptable pour la situation restreinte des terres du projet. Par conséquent, dans le processus de pré-conception du projet, ce dernier a abandonné la méthode conventionnelle d’installation des composants et est passé à un nouveau mode d’installation : tout d’abord, l’inclinaison d’installation du module a été réduite à 40°, d’une part, la longueur de l’ombre du réseau peut être raccourcie, et d’autre part, cela peut également réduire le coût du support ; Deuxièmement, dans le schéma d’installation conventionnel, le mode d’installation des composants à 2 rangées dans 1 groupe de matrices est remplacé par 1 groupe d’écrans et de membres à 3 rangées. Par conséquent, le nombre de fonctionnalités installées dans un seul groupe de collection augmente. En général, le nombre de composants installés par unité de surface est supérieur à celui du schéma d’installation conventionnel. Le taux d’utilisation des terres est également raisonnablement garanti.
(2) Onduleur
Les onduleurs utilisés dans les centrales photovoltaïques de mon pays sont principalement divisés en onduleurs centralisés et onduleurs de chaîne. L’onduleur centralisé est de grande capacité et de volume, a une meilleure ordonnancement et est rentable. Pourtant, l’onduleur centralisé a un petit nombre de MPPT et des exigences élevées pour les conditions d’installation, ce qui est plus adapté à l’installation uniforme des composants et des équipements—centrales électriques centralisées à grande échelle. Les onduleurs de chaîne ont une petite capacité, un poids léger par appareil, de bonnes performances de protection, de faibles exigences pour un environnement d’utilisation externe, un transport et une installation faciles, et les onduleurs de chaîne ont généralement un grand nombre de MPPT, ce qui peut maximiser le Il peut réduire efficacement les effets indésirables causés par les différences de composants et l’ombrage des ombres, et améliorer l’efficacité de la production d’énergie photovoltaïque. Il convient aux systèmes de centrales électriques avec des conditions d’installation de composants complexes, et dans les zones où les jours de pluie et de brouillard sont plus élevés, le temps de production d’énergie des onduleurs de chaîne est plus court. Long. Le choix des onduleurs de centrale photovoltaïque doit être sélectionné en fonction de facteurs tels que l’échelle de la centrale, l’environnement géographique du site, la forme du système et les exigences de connexion au réseau. Le projet est situé dans une zone forestière de montagne, la zone d’installation de l’équipement est dispersée et le terrain limite considérablement l’installation des composants. Par conséquent, pour réduire la perte de série de modules et l’inadéquation parallèle et optimiser la capacité de production d’énergie de la centrale photovoltaïque, ce projet adopte un onduleur de chaîne domestique de haute qualité avec une fonction MPPT à 4 canaux dans la sélection de l’onduleur, et un seul onduleur est utilisé. La puissance nominale est de 50 kW. De plus, la tension en circuit ouvert et le courant de court-circuit des modules photovoltaïques changeront avec la fluctuation de la température ambiante, en particulier la tension en circuit ouvert augmentera avec la diminution de la température ambiante. Par conséquent, le numéro de série des composants connectés à l’onduleur MPPT doit être calculé et démontré pour s’assurer qu’il ne dépasse pas la limite supérieure de la tension de fonctionnement MPPT de l’onduleur dans des conditions de température extrêmement basses ; Dans le même temps, il est également nécessaire de s’assurer que la capacité des composants connectés à l’onduleur n’est pas supérieure à la puissance d’entrée CC maximale de l’onduleur. Dans ce projet, chaque onduleur est associé à huit circuits de chaîne photovoltaïques, chaque circuit est connecté à 21 modules photovoltaïques et la puissance d’entrée CC de l’onduleur est de 45,36 kW
(3) Transformateur de terrain
Les produits de transformateurs de terrain photovoltaïques domestiques comprennent principalement des transformateurs immergés dans l’huile et des transformateurs de type sec. Étant donné que les transformateurs de centrales photovoltaïques sont principalement installés à l’extérieur, on utilise généralement des transformateurs combinés de type caisson immergés dans l’huile avec de bonnes performances de protection et une construction et une installation faciles. Lors de la conception et de la sélection d’un transformateur, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive le type de conception électrique de l’installation photovoltaïque, le rapport de transformation de tension et les conditions environnementales d’installation et d’utilisation, et de sélectionner le produit le plus adapté au type de système photovoltaïque tout en tenant compte de l’enthousiasme. Les transformateurs immergés dans l’huile sont largement utilisés dans les systèmes photovoltaïques en raison de leur faible coût, de leur facilité d’entretien, de leur niveau de tension flexible et de leur configuration de capacité de transformateur. Cependant, en raison de leur grande taille et du risque de pollution de l’environnement et d’incendie dû à une fuite d’huile isolante, ils conviennent généralement aux systèmes de centrales photovoltaïques au sol à grande échelle avec des sites d’installation suffisants et de faibles exigences de résistance au feu.
Le champ photovoltaïque de ce projet est situé sur la montagne, et il y a amplement d’espace pour le transport et l’installation d’équipements électriques. Par conséquent, le transformateur de type caisson immergé dans l’huile du modèle ZGS11-ZG (appelé « transformateur de type caisson ») est conçu et conçu pour ventiler la fondation du transformateur. La piscine d’huile peut prévenir la pollution de l’environnement et les risques d’incendie causés par les fuites d’huile isolante dans le changeur de boîtes.
Compte tenu de la répartition dispersée des composants dans les centrales électriques de montagne et de la capacité installée irrégulière des unités de production d’énergie, ce projet est conçu pour utiliser des transformateurs en boîte de deux degrés de 1000kVA et 1600kVA. Selon la capacité installée réelle de chaque unité de production d’énergie, chaque transformateur de boîte est connecté à un onduleur de 20 à 38 unités, le rapport entre la capacité d’accès PV et la capacité nominale du transformateur de boîte ne doit pas dépasser 1,2.
(4) Câbles AC et DC
Il existe généralement deux types de pose de câbles sur le terrain pour les centrales électriques de montagne : aériens et enterrés. Pour les itinéraires qui doivent traverser des ravins, des bois et des rivières, des fils aériens sont généralement utilisés, tandis que pour les zones à courte distance, les sites plats et la construction au sol pratique, la pose enterrée est utilisée. Cette méthode présente les avantages d’une période de construction courte et d’un faible coût. Les câbles utilisés dans le domaine photovoltaïque de ce projet comprennent principalement des câbles photovoltaïques DC entre les modules et les onduleurs, des câbles AC entre les onduleurs et les transformateurs de boîte, et entre les transformateurs de boîte et les stations de surpression. Les considérations pour la sélection des câbles comprennent principalement la tension nominale de résistance, la section transversale et le type de câble. Parmi eux, les câbles entre les modules et les onduleurs sont conçus avec des câbles DC spéciaux photovoltaïques, qui sont disposés avec les pannes des supports arrière des modules ; les câbles AC entre les onduleurs et les transformateurs de type boîte et les transformateurs de type boîte sont posés sous terre, compte tenu de l’été dans la zone où se trouve la centrale électrique. Cependant, il pleut et humide. La température est basse en hiver, utilisez donc un câble d’alimentation en polyéthylène isolé XLPE (YJY23) avec une meilleure résistance à l’humidité et aux basses températures. Pour effectuer une sélection.
Avant de poser des câbles enterrés, il faut déterminer la profondeur enterrée appropriée. Selon les exigences de la spécification, la profondeur enterrée des lignes directement enterrées ne doit pas être inférieure à 0,7 m, et lors de la traversée de terres agricoles, la profondeur ne doit pas être inférieure à 1,0 m ; Dans le même temps, dans les régions froides, l’épaisseur de la couche de sol gelée en hiver doit également être prise en compte et les câbles directement enterrés doivent se trouver à la profondeur maximale de la couche de sol ferme—ce qui suit. La température minimale extrême en hiver dans la zone où se trouve le projet est de -37,5°C, et l’épaisseur maximale de la couche de sol gelé est de 1,8 m. Par conséquent, la profondeur de conception de la tranchée de câble dans la zone du champ photovoltaïque doit atteindre 2,0 m. Dans le même temps, la partie traversant la route doit être protégée par des tuyaux en acier. Les centrales photovoltaïques à grande échelle couvrent une grande surface, avec un grand nombre d’équipements, et la quantité de câbles AC et DC est énorme. Par conséquent, il est essentiel d’estimer raisonnablement le nombre de fils utilisés au début de la construction.
On the other hand, due to mountain power stations' complex terrain and construction conditions, it is difficult to estimate the number of cables based on the so-called "similar project" experience and construction drawings. Therefore, in the actual construction process of this project, the method of "construction drawing + experience value + on-site sampling value" is adopted to comprehensively count the cable engineering quantity. On the one hand, the construction drawings and the cable consumption data of previous mountain power stations are used to estimate; With the advancement of the project, the reference samples of cables will become more and more abundant and representative and the estimated value of cable usage will become more and more accurate.
1.2 Gestion de l’exploitation et de la maintenance sur le terrain
Since the construction of photovoltaic power station projects and on-grid electricity prices in my country are greatly affected by policies, the construction period of most projects is short, and the design and construction of power stations cannot be fully scientifically and effectively controlled. Therefore, management has caused particular difficulties and hidden dangers. At the same time, due to the explosive growth of photovoltaic projects in recent years, a large number of power stations have been put into operation, while the training and reserve of professional process and maintenance personnel in the industry is relatively backward, resulting in the tension of photovoltaic power station operation and maintenance personnel, and the uneven operation and maintenance level and quality. Therefore, strengthening and improving power plants' operation and maintenance management is of great significance to ensure the service life and economic benefits of photovoltaic power plants.
(1) Gestion de l’équipement de terrain
Les principaux équipements dans le domaine du photovoltaïque comprennent des modules photovoltaïques, des onduleurs de chaîne et des transformateurs de boîte. La gestion de ces équipements se fait principalement par la collecte de données et la surveillance du site et des inspections régulières sur place, etc., afin de comprendre les paramètres de fonctionnement et les conditions de fonctionnement de l’équipement, d’analyser les dangers potentiels pour la sécurité et d’éliminer rapidement les pannes.
Les équipements de pointe dans le domaine photovoltaïque sont équipés de terminaux d’acquisition de données. La transmission en temps réel de données et d’instructions peut être réalisée grâce au câble de communication RS485 et au réseau d’anneaux de fibre optique posés sur le terrain et à la salle de contrôle centrale de la station de surpression. Le personnel d’exploitation et de maintenance se trouve dans la salle de contrôle centrale. Les paramètres de fonctionnement de tous les équipements électriques sur le terrain peuvent être testés à l’intérieur, y compris des paramètres tels que la production d’énergie de l’onduleur, la puissance de changement de boîte, etc., comme le montrent les figures 3 et 4 ; L’équipement est piloté à distance pour réaliser la gestion automatique des équipements électriques de pointe dans le domaine photovoltaïque.
Dans le même temps, l’inspection de l’équipement de tête doit être renforcée et le personnel d’exploitation et de maintenance doit être régulièrement mis en place pour effectuer des contrôles sur site des modules photovoltaïques, des onduleurs et des transformateurs de boîte dans le domaine photovoltaïque et enregistrer les conditions de fonctionnement et les paramètres pertinents de chaque équipement.
Fig.3 Distribution quotidienne typique de la production d’énergie de l’onduleur
Les problèmes relevés dans le cadre de l’enquête sont classifiés, résumés et triés rapidement, et des solutions ciblées sont formulées en fonction de la gravité de la situation. Pour les centrales photovoltaïques situées dans des zones de haute altitude, en raison de la grande inclinaison de l’installation du module, une attention particulière doit être accordée à la force du support du module et les pièces de connexion desserrées doivent être serrées à temps. Pour les centrales photovoltaïques situées dans des zones où la différence de température entre le jour et la nuit est importante, une attention particulière doit être portée à la condensation du givre dans le boîtier de l’équipement électrique, en particulier à l’intérieur du transformateur du boîtier. Il est nécessaire de vérifier s’il y a du givre et de la condensation à la surface de chaque borne et disjoncteur et en temps opportun si nécessaire. Enlevez la glace sur la paroi intérieure du caisson et assurez une ventilation en douceur du caisson pour éviter que l’équipement électrique du caisson ne soit humide et n’affecte les performances d’isolation. La période d’inspection est généralement de 1 à 2 semaines, qui peut être déterminée en fonction du fonctionnement réel de la centrale et des conditions météorologiques et environnementales du site. Pour les équipements nouvellement mis en service, après la maintenance et les équipements ayant des antécédents de défaillance, les inspections doivent être renforcées ; Dans le même temps, des contrôles doivent être maintenus avant et après des conditions météorologiques extrêmes telles que des chutes de neige, des précipitations, des coups de vent et de la grêle.
(2) Nettoyage des modules photovoltaïques
Photovoltaic power stations constructed and operated in my country use crystalline silicon modules with a glass substrate. This module mainly comprises tempered glass, backplane, aluminum alloy frame, crystalline silicon cells, EVA, silica gel and junction box, etc. Light receiving area and photoelectric conversion efficiency, but its tempered glass surface is also prone to accumulation of dust and dirt. An obstruction such as dust on the surface of the module will reduce its photoelectric conversion efficiency and cause a hot spot effect in the shaded part of the module, which may cause severe damage to the photovoltaic module. Therefore, it is necessary to formulate corresponding measures and plans to regularly clean the surface of photovoltaic modules installed in the power station to ensure the modules' conversion efficiency and operation safety. The commonly used cleaning technologies for photovoltaic modules in my country's photovoltaic power plants mainly include manual cleaning technology with high-pressure water guns, onboard robot cleaning technology, photovoltaic module self-cleaning technology, electric curtain dust removal technology, and vehicle-mounted mobile cleaning technology. The characteristics of various cleaning technologies are introduced in Table 1.
Tableau 1 : Technologies de nettoyage des modules photovoltaïques couramment utilisées
Le projet est situé dans une zone forestière éloignée de la zone urbaine. Il n’y a pas de sources de pollution de l’air telles que les centrales thermiques et les champs miniers autour du site. Par conséquent, la propreté de l’air est élevée et les modules photovoltaïques sont moins affectés par la poussière. Cependant, la température du site du projet est basse en hiver et la période de chute de neige est prolongée. Par conséquent, le nettoyage des modules prend principalement en compte l’impact de la neige sur les modules photovoltaïques. En réponse à cette problématique, combinée à la situation réelle de l’emplacement du projet et du mode d’installation du module, ce projet adopte une combinaison de nettoyage passif et de nettoyage actif pour nettoyer et entretenir les modules photovoltaïques sur le terrain.
Le nettoyage passif combine les caractéristiques de la hauteur d’installation élevée et du grand angle d’inclinaison (40°) des modules photovoltaïques de ce projet. Sous l’influence de sa gravité, la neige à la surface des modules en hiver a du mal à adhérer à la surface vitrée des modules. Lorsque la lumière du soleil frappe les modules, l’augmentation de la température de surface des composants aidera à éliminer la glace. À en juger par le fonctionnement réel de la centrale, au début du mois de décembre, après les chutes de neige sur le terrain la nuit, l’épaisseur de la neige à la surface des modules photovoltaïques est d’environ 2 à 5 cm le matin. Il tombe tout seul et la neige restante tombe au bout de 2 heures. De même, en d’autres saisons, des débris tels que de la poussière ou des feuilles tombant à la surface du module peuvent également glisser en douceur de la surface du module sous l’action de la pluie et du vent.
Compte tenu des exigences d’économie et d’applicabilité, pour les débris de neige et de poussière que leur poids ne peut pas enlever, ce projet adopte la méthode consistant à organiser régulièrement du personnel de nettoyage pour enlever la neige et la poussière afin de nettoyer les composants manuellement. Pour les zones où les sources d’eau sont abondantes, des pistolets à eau sous pression peuvent être utilisés pour rincer, et les autres régions peuvent être nettoyées manuellement avec des outils tels que des chiffons. L’heure de nettoyage des modules doit être choisie tôt le matin, le soir, la nuit ou les jours nuageux pour éviter les effets néfastes des ombres des équipements et du personnel sur l’efficacité de la production d’énergie des modules photovoltaïques pendant le processus de nettoyage. La sélection du cycle de nettoyage doit être déterminée en fonction du degré de contamination à la surface du composant. Dans des circonstances normales, pour les accessoires anti-poussière, le nombre de nettoyages ne doit pas être inférieur à deux fois par an ; Pour la neige, il doit être disposé rapidement en fonction de l’épaisseur de l’accumulation à la surface du module et des récentes chutes de neige.
The quality of operation and maintenance personnel training of photovoltaic power station operation and maintenance management depends on the skill and quality of process and maintenance personnel. Photovoltaic power generation technology is a new form of energy utilization. Most power stations' operation and maintenance management teams are relatively young and lack photovoltaic operation and maintenance experience and technology. Therefore, the power station operation and maintenance unit should strengthen the professional training of operation and maintenance personnel. During the operation and maintenance of photovoltaic power plants, according to relevant laws and regulations and the provisions of the local power department, combined with the rules and regulations of power station operation, formulate training programs that meet their characteristics and Detailed rules, continuously improve the technical level of employees, and strengthen their awareness of learning and innovation. At the same time, attention should be paid to technical disclosure and training from professional subcontracting units or equipment manufacturers. There are many professions and industries involved in constructing photovoltaic power plants, and the pre-project design, construction, and operation and maintenance management are often not completed by the same company or department. Therefore, professional subcontracting is required when the power station is completed and handed over to the operation and maintenance unit. The unit and equipment supplier shall make technical disclosure to the operation and maintenance unit and provide necessary training services to ensure that the operation and maintenance personnel are familiar with the performance of the system and equipment and master the operation and maintenance methods.
2. Production d’énergie photovoltaïque et analyse des avantages
2.1 Calcul théorique de la production d’énergie
Selon les « Spécifications de conception des centrales photovoltaïques », les prévisions de production d’énergie des centrales photovoltaïques doivent être calculées et déterminées en fonction des ressources en énergie solaire du site. Après avoir pris en compte divers facteurs tels que la conception du système de centrale photovoltaïque, la disposition des panneaux photovoltaïques et les conditions environnementales, la formule de calcul est la suivante :
Dans la formule, EP est la production d’électricité sur le réseau, kWh ; HA est l’irradiance solaire totale sur le plan horizontal, qui est de 1412,55 kWh/m² dans ce projet ; ES est l’irradiance dans des conditions standard, avec une constante de 1kWh/m²; PAZ est le composant La capacité d’installation est de 100000kWc dans ce projet ; K est le coefficient d’efficacité global, qui est de 0,8. Par conséquent, la capacité théorique de production d’énergie de la centrale au cours de la première année de ce projet est de
Due to the aging of the primary material and ultraviolet radiation, the power of photovoltaic modules will decline year by year during use. The power attenuation rate of the modules used in this project is 2.5% in the first year, 0.7% in each year after the first year, 8.8% in 10 years, and 19.3% in 25 years. Therefore, the system's life is calculated as 25 years, and Table 2 is the calculation result of the 25-year power generation of the project.
Selon l’analyse, la production totale d’électricité cumulée du projet en 25 ans est de 2 517,16 millions de kWh, la production annuelle moyenne d’électricité en 25 ans est de 100,69 millions de kWh et la production annuelle d’électricité par watt de capacité installée est d’environ 1,007 kWh.
2.2 Analyse des avantages
The power station is located in Yanbian Prefecture, Jilin Province. According to the "Notice of the National Development and Reform Commission on the Price Policy of Photovoltaic Power Generation Projects in 2018" (Fa Gai Price Regulation [2017] No. 2196), the photovoltaic power station put into operation after January 1, 2018, The benchmark on-grid electricity prices for Class I, Class II, and Class III resource areas are adjusted to 0.55 yuan/kWh, 0.65 yuan/kWh, and 0.75 yuan/kWh (tax included), respectively. This area is a Class II resource area, and the benchmark on-grid electricity price for photovoltaic power plants is 0.65 yuan/kWh. At the same time, according to Jilin Province's "Proposal on Accelerating the Application of Photovoltaic Products to Promote the Healthy Development of the Industry (No. 128)", Jilin Province implements a policy of electricity subsidy for photovoltaic power generation projects and based on national regulations, additional support of 0.15 yuan/kWh. Therefore, the photovoltaic power station can enjoy a 0.8 yuan/kWh subsidy.
The installed capacity of the first phase of the project is 100MW. According to the cost estimate of 8 yuan/W, the initial budget investment is about 800 million yuan, and the actual acquisition of the project is 790 million yuan, which is slightly lower than the previous budget investment. According to estimates, the average annual power generation of the project is 100,686,564 kWh. According to the policy, subsidies can be obtained at 0.8 yuan/kWh, and the photovoltaic power station's average yearly electricity fee income is about 80.549 million yuan.
Selon l’estimation de l’investissement réel, le projet permettra de récupérer le coût dans une dizaine d’années. La production totale d’électricité cumulée de la centrale en 25 ans est de 2,517 milliards de kWh et le revenu total est d’environ 2,014 milliards de yuans. Au cours de la durée de vie de 25 ans, le bénéfice de ce projet est d’environ 1,224 milliard de yuans. Dans le même temps, le projet peut générer 14 millions de yuans en impôts locaux et 12 millions de yuans en fonds de réduction de la pauvreté chaque année, et 4 000 ménages pauvres enregistrés peuvent être sortis avec succès de la pauvreté, avec une augmentation annuelle moyenne des revenus de 3 000 yuans.
De plus, étant donné que la centrale photovoltaïque consomme moins d’énergie et n’émet pas de polluants tels que le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote dans l’environnement extérieur, elle a une valeur élevée de protection de l’environnement et des avantages sociaux. La centrale photovoltaïque génère en moyenne près de 100 millions de kWh par an. Selon les règles de conversion pertinentes, il peut économiser 36247,16 t de charbon standard chaque année, ce qui signifie réduire les émissions de dioxyde de carbone 100384,5 t, de dioxyde de soufre 1188,1 t et d’oxydes d’azote 432,9 t, et peut réduire la production d’énergie thermique. De plus, 27386,7t de poussières ont permis d’économiser près de 400 millions de litres d’eau purifiée.
3. Résumé
Après la croissance explosive de l’industrie photovoltaïque ces dernières années, le retard dans la construction des réseaux électriques dans certaines régions est devenu de plus en plus important. Associée à l’accélération de la transformation industrielle et de la modernisation dans mon pays, la demande nationale d’électricité a ralenti. En conséquence, la réduction de l’énergie photovoltaïque s’est produite à divers endroits. Dans le même temps, pour atteindre l’objectif de parité du réseau photovoltaïque, le prix de référence de l’électricité photovoltaïque sur le réseau est entré dans un canal baissier. Selon l’avis de la Commission nationale du développement et de la réforme sur la politique de prix des projets de production d’énergie photovoltaïque en 2018, le prix de référence de l’électricité sur le réseau en 2018 a été réduit de 0,1 par rapport à 2017. Yuan/kWh. Dans ce contexte, les entreprises photovoltaïques seront confrontées à une pression plus importante pour réduire leurs coûts. En revanche, les matières premières (comme les composants, l’acier, etc.) et les coûts de main-d’œuvre nécessaires à la construction de centrales photovoltaïques restent élevés. L’équilibre entre les coûts et les avantages est un problème complexe auquel l’industrie photovoltaïque doit réfléchir et résoudre ensuite.
1. Classification et composition des centrales solaires photovoltaïques
Les centrales solaires photovoltaïques peuvent être divisées en types indépendants et connectés au réseau selon qu’elles sont connectées ou non au réseau public. Le type de système de production d’énergie solaire photovoltaïque doit être sélectionné en fonction de la demande d’approvisionnement en énergie de référence, et le système de production d’énergie solaire photovoltaïque le plus raisonnable est établi.
2. Points clés de la sélection du site pour les centrales solaires photovoltaïques
Solar photovoltaic power stations are distributed all over the world. In my country's construction of solar photovoltaic power stations, sufficient attention should be paid to the site selection of solar photovoltaic power stations. In the site selection of solar photovoltaic power stations, light conditions need to be considered to ensure sufficient light shining on the solar panel to provide the power generation effect. The solar photovoltaic power station is located in an area with flat terrain. Therefore, it is not prone to natural disasters to avoid the severe impact of natural disasters on the equipment of the solar photovoltaic power station. Avoid large numbers or buildings around the solar photovoltaic power station site that will shade the solar photovoltaic power station and affect the illumination of the solar photovoltaic power station.
3. Points de conception du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant
Lors de la conception d’un système de production d’énergie solaire photovoltaïque, il se concentre principalement sur la capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, la sélection des équipements électroniques de puissance dans le système de production d’énergie solaire photovoltaïque et la conception et le calcul des installations auxiliaires. Parmi eux, la conception de la capacité vise principalement la capacité des composants de la batterie et des batteries dans le système de production d’énergie solaire photovoltaïque. L’objectif est de s’assurer que l’électricité stockée dans les batteries peut répondre aux exigences du travail. Pour la sélection et la configuration des composants du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, il est nécessaire de s’assurer que l’équipement sélectionné correspond à la conception de capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque pour s’assurer que le système de production d’énergie solaire photovoltaïque peut fonctionner de manière typique.
4. Principaux points de conception de la capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant
Lors de la conception de la capacité d’un système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque, la charge et les dimensions locales du système de production d’énergie solaire photovoltaïque distincte doivent être énumérées en premier, et la taille de la charge et la consommation d’énergie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendante doivent être déterminées. Sur cette base, la capacité de la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé est sélectionnée. Ensuite, le courant optimal des différents systèmes de production d’énergie solaire photovoltaïque est déterminé en calculant le courant carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant. Ensuite, la tension du réseau carré de la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant est sélectionnée. Enfin, la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé est déterminée en fonction de la puissance. Lors de la conception de la puissance du réseau carré de batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, la conception du réseau carré de batterie solaire du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé peut être complétée selon le principe de l’amplification en série et de la rectification parallèle.
5. Principaux points d’installation du système indépendant de production d’énergie solaire photovoltaïque
5.1 Construction des fondations d’un système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque
The battery matrix base of the independent solar photovoltaic power generation system should be made of concrete. The concrete floor's ground height and horizontal deviation should meet the design requirements and specifications. The battery matrix base should be fixed with anchor bolts. The leakage must meet the requirements of the design specification. After the concrete pouring and fixing of the anchor bolts, it needs to be cured for at least five days to ensure its solidification strength before the stand-alone solar photovoltaic power generation system rack can be completed.
Lors de l’installation du support solaire du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, il convient de prêter attention à : (1) L’angle d’azimut et l’angle d’inclinaison du cadre carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant doivent répondre aux exigences de conception. (2) Lors de l’installation du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, il est nécessaire de faire attention à la nécessité de contrôler la planéité du fond dans la plage de 3 mm / m. Lorsque la planéité dépasse la plage autorisée, un klaxon doit être utilisé pour la mise à niveau. (3) La surface de la partie fixe du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome doit être aussi plate que possible pour éviter d’endommager les cellules. (4) Pour la partie fixe du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, des joints anti-desserrage doivent être installés pour améliorer la fiabilité de sa connexion. (5) Pour le réseau de cellules solaires avec le dispositif de suivi du soleil dans le système indépendant de production d’énergie solaire photovoltaïque, le dispositif de suivi doit être vérifié régulièrement pour garantir ses performances de suivi du soleil. (6) Pour le système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, l’angle entre le rack et le sol peut être fixe ou ajusté en fonction des changements saisonniers de sorte que le panneau solaire peut très probablement augmenter la zone de réception et le temps d’éclairage de la lumière du soleil et améliorer l’indépendance du panneau solaire—L’efficacité de la production d’énergie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque.
5.2 Points d’installation des modules solaires du système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de l’installation des modules solaires du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, veuillez prêter attention à : (1) Lors de l’installation des modules solaires du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, il est nécessaire de mesurer et de vérifier d’abord les paramètres de chaque composant pour s’assurer que les paramètres répondent aux exigences de l’utilisateur pour mesurer la tension en circuit ouvert et le courant de court-circuit du module solaire. (2) Des modules solaires avec des paramètres de fonctionnement similaires doivent être installés dans le même réseau carré pour améliorer l’efficacité de la production d’énergie du réseau carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant. (3) Lors de l’installation de panneaux solaires, etc., les bosses doivent être évitées pour éviter d’endommager les panneaux solaires, etc. (4) Si le panneau solaire et le cadre fixe ne sont pas étroitement assortis, ils doivent être nivelés avec des tôles de fer pour améliorer l’étanchéité de la connexion entre les deux. (5) Lors de l’installation du panneau solaire, il est nécessaire d’utiliser l’installation préfabriquée sur le cadre du panneau solaire pour la connexion. Lors de la connexion avec des vis, faites attention à l’étanchéité de la connexion et faites attention au travail de relaxation à l’avance selon les normes utilisées. (6) La position du module solaire installé sur le rack doit être de la meilleure qualité possible. L’espace entre le module solaire installé sur le rack et le rack doit être supérieur à 8 mm pour améliorer la capacité de dissipation thermique du module solaire. (7) La boîte de jonction du panneau solaire doit être protégée de la pluie et du gel pour éviter les dommages causés par la pluie.
5.3 Principaux points de connexion par câble du système de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de la pose des câbles de connexion du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, faites attention au principe d’abord à l’extérieur, puis à l’intérieur, d’abord simple, puis compliqué. Dans le même temps, faites attention à ce qui suit lors de la pose de câbles : (1) Lors de la pose de câbles sur le bord tranchant du mur et du support, faites attention à la protection des câbles. (2) Faites attention à la direction et à la fixation du câble lors de la pose du câble, et faites attention à l’étanchéité modérée de la disposition du câble. (3) Faites attention à la protection au niveau du joint du câble pour éviter l’oxydation ou la chute au niveau du joint, ce qui affecte l’effet de connexion du câble. (4) La ligne d’alimentation et la ligne de retour d’un même circuit doivent être torsadées autant que possible pour éviter l’influence de l’interférence électromagnétique du câble sur le câble.
5.4 Faire un excellent travail de protection contre la foudre pour les systèmes de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de l’installation du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, une attention particulière doit être accordée à la protection contre la foudre et à la mise à la terre du système de production d’énergie solaire photovoltaïque. Le câble de mise à la terre du paratonnerre doit être maintenu à une certaine distance du support du système de production d’énergie solaire photovoltaïque. Pour la protection contre la foudre du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, deux méthodes de protection contre la foudre peuvent être utilisées pour installer le paratonnerre ou la ligne de protection contre la foudre afin de protéger la sécurité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque.
Épilogue
Le développement et l’utilisation de l’énergie solaire sont au centre du développement énergétique et même à l’avenir. Sur la base de l’analyse de la composition et des caractéristiques du système solaire photovoltaïque, cet article analyse et expose les points critiques de la conception et de l’installation du système solaire photovoltaïque.
The grid-connected photovoltaic power station comprises a square array of photovoltaic modules, a combiner box, an inverter, a step-up transformer, and a power distribution cabinet at the grid-connected point. This project's leading equipment in the photovoltaic field area includes photovoltaic modules, inverters, box-type transformers, and AC and DC cables. The configuration diagram of the photovoltaic power station system is shown in Figure 2.
(1) Modules photovoltaïques
Les modules photovoltaïques utilisés dans les centrales photovoltaïques connectées au réseau dans mon pays comprennent principalement trois types : les modules en silicium monocristallin, les modules en silicium polycristallin et les modules à couche mince. Parmi eux, les modules en silicium monocristallin ont une efficacité de conversion élevée. Pourtant, le coût d’un seul module est relativement élevé, et ils sont principalement utilisés dans les systèmes de centrales électriques avec une petite surface d’installation, tels que les centrales électriques distribuées sur les toits ; Par rapport aux modules en silicium cristallin, les modules à couche mince ont des conditions de faible luminosité. De meilleures performances de production d’énergie et la forme du module à couche mince fini est flexible, qui peut être ajustée en fonction des besoins réels du bâtiment, et est largement utilisée dans des systèmes tels que les murs-rideaux de bâtiment ; L’efficacité de conversion des modules en silicium polycristallin se situe entre les modules en silicium monocristallin et les modules à couche mince, avec une technologie mature et des performances élevées. Stables, faciles à transporter et à installer à grande échelle, et plus rentables que le silicium monocristallin et les modules à couche mince. Par conséquent, les centrales au sol à grande échelle utilisent principalement des composants en polysilicium. Compte tenu du grand nombre de modules photovoltaïques installés dans ce projet, de l’éloignement du site et des conditions d’installation difficiles, la conception de la sélection adopte des modules en polysilicium domestiques de haute qualité et la puissance du module est de 270W. Dans un système de production d’énergie photovoltaïque, le schéma d’installation des modules photovoltaïques détermine directement la quantité de rayonnement solaire que le réseau peut recevoir, ce qui affecte l’efficacité de la production d’énergie de l’ensemble de la centrale. Dans la centrale photovoltaïque de montagne, les facteurs permettant de mesurer les avantages et les inconvénients du plan d’installation du module photovoltaïque doivent être pris en compte à partir de la sélection de l’inclinaison de l’installation du réseau et du taux d’utilisation des sols du site. Pour l’inclinaison d’installation des modules, l’industrie estime généralement qu’elle doit être cohérente avec la latitude de l’emplacement du projet. Pourtant, une inclinaison d’installation trop grande pour les zones de haute latitude signifie une distance de blindage d’ombre plus longue et une consommation d’acier plus importante du support, ce qui n’est pas propice à l’utilisation du site. Les tarifs et les coûts des endoprothèses sont tous deux affectés.
Au contraire, si nous envisageons d’améliorer l’utilisation des terres en réduisant l’inclinaison de l’installation et en raccourcissant la distance de protection contre l’ombre, la quantité de rayonnement solaire reçue par le réseau sera considérablement réduite, ce qui affectera sérieusement l’efficacité de la production d’énergie de la collection. Par conséquent, une excellente solution d’installation de composants doit trouver un équilibre approprié entre l’inclinaison du réseau et l’utilisation du sol, ce qui peut garantir que les composants reçoivent la meilleure quantité de rayonnement et tenir compte de l’utilisation raisonnable du terrain. La latitude du site d’installation des composants dans ce projet est d’environ 43,5°. Supposons que le schéma d’installation conventionnel des supports soit adopté. Dans ce cas, le blindage d’ombre du réseau aura un impact plus important sur le taux d’utilisation des terres, ce qui est inacceptable pour la situation restreinte des terres du projet. Par conséquent, dans le processus de pré-conception du projet, ce dernier a abandonné la méthode conventionnelle d’installation des composants et est passé à un nouveau mode d’installation : tout d’abord, l’inclinaison d’installation du module a été réduite à 40°, d’une part, la longueur de l’ombre du réseau peut être raccourcie, et d’autre part, cela peut également réduire le coût du support ; Deuxièmement, dans le schéma d’installation conventionnel, le mode d’installation des composants à 2 rangées dans 1 groupe de matrices est remplacé par 1 groupe d’écrans et de membres à 3 rangées. Par conséquent, le nombre de fonctionnalités installées dans un seul groupe de collection augmente. En général, le nombre de composants installés par unité de surface est supérieur à celui du schéma d’installation conventionnel. Le taux d’utilisation des terres est également raisonnablement garanti.
(2) Onduleur
Les onduleurs utilisés dans les centrales photovoltaïques de mon pays sont principalement divisés en onduleurs centralisés et onduleurs de chaîne. L’onduleur centralisé est de grande capacité et de volume, a une meilleure ordonnancement et est rentable. Pourtant, l’onduleur centralisé a un petit nombre de MPPT et des exigences élevées pour les conditions d’installation, ce qui est plus adapté à l’installation uniforme des composants et des équipements—centrales électriques centralisées à grande échelle. Les onduleurs de chaîne ont une petite capacité, un poids léger par appareil, de bonnes performances de protection, de faibles exigences pour un environnement d’utilisation externe, un transport et une installation faciles, et les onduleurs de chaîne ont généralement un grand nombre de MPPT, ce qui peut maximiser le Il peut réduire efficacement les effets indésirables causés par les différences de composants et l’ombrage des ombres, et améliorer l’efficacité de la production d’énergie photovoltaïque. Il convient aux systèmes de centrales électriques avec des conditions d’installation de composants complexes, et dans les zones où les jours de pluie et de brouillard sont plus élevés, le temps de production d’énergie des onduleurs de chaîne est plus court. Long. Le choix des onduleurs de centrale photovoltaïque doit être sélectionné en fonction de facteurs tels que l’échelle de la centrale, l’environnement géographique du site, la forme du système et les exigences de connexion au réseau. Le projet est situé dans une zone forestière de montagne, la zone d’installation de l’équipement est dispersée et le terrain limite considérablement l’installation des composants. Par conséquent, pour réduire la perte de série de modules et l’inadéquation parallèle et optimiser la capacité de production d’énergie de la centrale photovoltaïque, ce projet adopte un onduleur de chaîne domestique de haute qualité avec une fonction MPPT à 4 canaux dans la sélection de l’onduleur, et un seul onduleur est utilisé. La puissance nominale est de 50 kW. De plus, la tension en circuit ouvert et le courant de court-circuit des modules photovoltaïques changeront avec la fluctuation de la température ambiante, en particulier la tension en circuit ouvert augmentera avec la diminution de la température ambiante. Par conséquent, le numéro de série des composants connectés à l’onduleur MPPT doit être calculé et démontré pour s’assurer qu’il ne dépasse pas la limite supérieure de la tension de fonctionnement MPPT de l’onduleur dans des conditions de température extrêmement basses ; Dans le même temps, il est également nécessaire de s’assurer que la capacité des composants connectés à l’onduleur n’est pas supérieure à la puissance d’entrée CC maximale de l’onduleur. Dans ce projet, chaque onduleur est associé à huit circuits de chaîne photovoltaïques, chaque circuit est connecté à 21 modules photovoltaïques et la puissance d’entrée CC de l’onduleur est de 45,36 kW
(3) Transformateur de terrain
Les produits de transformateurs de terrain photovoltaïques domestiques comprennent principalement des transformateurs immergés dans l’huile et des transformateurs de type sec. Étant donné que les transformateurs de centrales photovoltaïques sont principalement installés à l’extérieur, on utilise généralement des transformateurs combinés de type caisson immergés dans l’huile avec de bonnes performances de protection et une construction et une installation faciles. Lors de la conception et de la sélection d’un transformateur, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive le type de conception électrique de l’installation photovoltaïque, le rapport de transformation de tension et les conditions environnementales d’installation et d’utilisation, et de sélectionner le produit le plus adapté au type de système photovoltaïque tout en tenant compte de l’enthousiasme. Les transformateurs immergés dans l’huile sont largement utilisés dans les systèmes photovoltaïques en raison de leur faible coût, de leur facilité d’entretien, de leur niveau de tension flexible et de leur configuration de capacité de transformateur. Cependant, en raison de leur grande taille et du risque de pollution de l’environnement et d’incendie dû à une fuite d’huile isolante, ils conviennent généralement aux systèmes de centrales photovoltaïques au sol à grande échelle avec des sites d’installation suffisants et de faibles exigences de résistance au feu.
Le champ photovoltaïque de ce projet est situé sur la montagne, et il y a amplement d’espace pour le transport et l’installation d’équipements électriques. Par conséquent, le transformateur de type caisson immergé dans l’huile du modèle ZGS11-ZG (appelé « transformateur de type caisson ») est conçu et conçu pour ventiler la fondation du transformateur. La piscine d’huile peut prévenir la pollution de l’environnement et les risques d’incendie causés par les fuites d’huile isolante dans le changeur de boîtes.
Compte tenu de la répartition dispersée des composants dans les centrales électriques de montagne et de la capacité installée irrégulière des unités de production d’énergie, ce projet est conçu pour utiliser des transformateurs en boîte de deux degrés de 1000kVA et 1600kVA. Selon la capacité installée réelle de chaque unité de production d’énergie, chaque transformateur de boîte est connecté à un onduleur de 20 à 38 unités, le rapport entre la capacité d’accès PV et la capacité nominale du transformateur de boîte ne doit pas dépasser 1,2.
(4) Câbles AC et DC
Il existe généralement deux types de pose de câbles sur le terrain pour les centrales électriques de montagne : aériens et enterrés. Pour les itinéraires qui doivent traverser des ravins, des bois et des rivières, des fils aériens sont généralement utilisés, tandis que pour les zones à courte distance, les sites plats et la construction au sol pratique, la pose enterrée est utilisée. Cette méthode présente les avantages d’une période de construction courte et d’un faible coût. Les câbles utilisés dans le domaine photovoltaïque de ce projet comprennent principalement des câbles photovoltaïques DC entre les modules et les onduleurs, des câbles AC entre les onduleurs et les transformateurs de boîte, et entre les transformateurs de boîte et les stations de surpression. Les considérations pour la sélection des câbles comprennent principalement la tension nominale de résistance, la section transversale et le type de câble. Parmi eux, les câbles entre les modules et les onduleurs sont conçus avec des câbles DC spéciaux photovoltaïques, qui sont disposés avec les pannes des supports arrière des modules ; les câbles AC entre les onduleurs et les transformateurs de type boîte et les transformateurs de type boîte sont posés sous terre, compte tenu de l’été dans la zone où se trouve la centrale électrique. Cependant, il pleut et humide. La température est basse en hiver, utilisez donc un câble d’alimentation en polyéthylène isolé XLPE (YJY23) avec une meilleure résistance à l’humidité et aux basses températures. Pour effectuer une sélection.
Avant de poser des câbles enterrés, il faut déterminer la profondeur enterrée appropriée. Selon les exigences de la spécification, la profondeur enterrée des lignes directement enterrées ne doit pas être inférieure à 0,7 m, et lors de la traversée de terres agricoles, la profondeur ne doit pas être inférieure à 1,0 m ; Dans le même temps, dans les régions froides, l’épaisseur de la couche de sol gelée en hiver doit également être prise en compte et les câbles directement enterrés doivent se trouver à la profondeur maximale de la couche de sol ferme—ce qui suit. La température minimale extrême en hiver dans la zone où se trouve le projet est de -37,5°C, et l’épaisseur maximale de la couche de sol gelé est de 1,8 m. Par conséquent, la profondeur de conception de la tranchée de câble dans la zone du champ photovoltaïque doit atteindre 2,0 m. Dans le même temps, la partie traversant la route doit être protégée par des tuyaux en acier. Les centrales photovoltaïques à grande échelle couvrent une grande surface, avec un grand nombre d’équipements, et la quantité de câbles AC et DC est énorme. Par conséquent, il est essentiel d’estimer raisonnablement le nombre de fils utilisés au début de la construction.
On the other hand, due to mountain power stations' complex terrain and construction conditions, it is difficult to estimate the number of cables based on the so-called "similar project" experience and construction drawings. Therefore, in the actual construction process of this project, the method of "construction drawing + experience value + on-site sampling value" is adopted to comprehensively count the cable engineering quantity. On the one hand, the construction drawings and the cable consumption data of previous mountain power stations are used to estimate; With the advancement of the project, the reference samples of cables will become more and more abundant and representative and the estimated value of cable usage will become more and more accurate.
1.2 Gestion de l’exploitation et de la maintenance sur le terrain
Since the construction of photovoltaic power station projects and on-grid electricity prices in my country are greatly affected by policies, the construction period of most projects is short, and the design and construction of power stations cannot be fully scientifically and effectively controlled. Therefore, management has caused particular difficulties and hidden dangers. At the same time, due to the explosive growth of photovoltaic projects in recent years, a large number of power stations have been put into operation, while the training and reserve of professional process and maintenance personnel in the industry is relatively backward, resulting in the tension of photovoltaic power station operation and maintenance personnel, and the uneven operation and maintenance level and quality. Therefore, strengthening and improving power plants' operation and maintenance management is of great significance to ensure the service life and economic benefits of photovoltaic power plants.
(1) Gestion de l’équipement de terrain
Les principaux équipements dans le domaine du photovoltaïque comprennent des modules photovoltaïques, des onduleurs de chaîne et des transformateurs de boîte. La gestion de ces équipements se fait principalement par la collecte de données et la surveillance du site et des inspections régulières sur place, etc., afin de comprendre les paramètres de fonctionnement et les conditions de fonctionnement de l’équipement, d’analyser les dangers potentiels pour la sécurité et d’éliminer rapidement les pannes.
Les équipements de pointe dans le domaine photovoltaïque sont équipés de terminaux d’acquisition de données. La transmission en temps réel de données et d’instructions peut être réalisée grâce au câble de communication RS485 et au réseau d’anneaux de fibre optique posés sur le terrain et à la salle de contrôle centrale de la station de surpression. Le personnel d’exploitation et de maintenance se trouve dans la salle de contrôle centrale. Les paramètres de fonctionnement de tous les équipements électriques sur le terrain peuvent être testés à l’intérieur, y compris des paramètres tels que la production d’énergie de l’onduleur, la puissance de changement de boîte, etc., comme le montrent les figures 3 et 4 ; L’équipement est piloté à distance pour réaliser la gestion automatique des équipements électriques de pointe dans le domaine photovoltaïque.
Dans le même temps, l’inspection de l’équipement de tête doit être renforcée et le personnel d’exploitation et de maintenance doit être régulièrement mis en place pour effectuer des contrôles sur site des modules photovoltaïques, des onduleurs et des transformateurs de boîte dans le domaine photovoltaïque et enregistrer les conditions de fonctionnement et les paramètres pertinents de chaque équipement.
Fig.3 Distribution quotidienne typique de la production d’énergie de l’onduleur
Les problèmes relevés dans le cadre de l’enquête sont classifiés, résumés et triés rapidement, et des solutions ciblées sont formulées en fonction de la gravité de la situation. Pour les centrales photovoltaïques situées dans des zones de haute altitude, en raison de la grande inclinaison de l’installation du module, une attention particulière doit être accordée à la force du support du module et les pièces de connexion desserrées doivent être serrées à temps. Pour les centrales photovoltaïques situées dans des zones où la différence de température entre le jour et la nuit est importante, une attention particulière doit être portée à la condensation du givre dans le boîtier de l’équipement électrique, en particulier à l’intérieur du transformateur du boîtier. Il est nécessaire de vérifier s’il y a du givre et de la condensation à la surface de chaque borne et disjoncteur et en temps opportun si nécessaire. Enlevez la glace sur la paroi intérieure du caisson et assurez une ventilation en douceur du caisson pour éviter que l’équipement électrique du caisson ne soit humide et n’affecte les performances d’isolation. La période d’inspection est généralement de 1 à 2 semaines, qui peut être déterminée en fonction du fonctionnement réel de la centrale et des conditions météorologiques et environnementales du site. Pour les équipements nouvellement mis en service, après la maintenance et les équipements ayant des antécédents de défaillance, les inspections doivent être renforcées ; Dans le même temps, des contrôles doivent être maintenus avant et après des conditions météorologiques extrêmes telles que des chutes de neige, des précipitations, des coups de vent et de la grêle.
(2) Nettoyage des modules photovoltaïques
Photovoltaic power stations constructed and operated in my country use crystalline silicon modules with a glass substrate. This module mainly comprises tempered glass, backplane, aluminum alloy frame, crystalline silicon cells, EVA, silica gel and junction box, etc. Light receiving area and photoelectric conversion efficiency, but its tempered glass surface is also prone to accumulation of dust and dirt. An obstruction such as dust on the surface of the module will reduce its photoelectric conversion efficiency and cause a hot spot effect in the shaded part of the module, which may cause severe damage to the photovoltaic module. Therefore, it is necessary to formulate corresponding measures and plans to regularly clean the surface of photovoltaic modules installed in the power station to ensure the modules' conversion efficiency and operation safety. The commonly used cleaning technologies for photovoltaic modules in my country's photovoltaic power plants mainly include manual cleaning technology with high-pressure water guns, onboard robot cleaning technology, photovoltaic module self-cleaning technology, electric curtain dust removal technology, and vehicle-mounted mobile cleaning technology. The characteristics of various cleaning technologies are introduced in Table 1.
Tableau 1 : Technologies de nettoyage des modules photovoltaïques couramment utilisées
Le projet est situé dans une zone forestière éloignée de la zone urbaine. Il n’y a pas de sources de pollution de l’air telles que les centrales thermiques et les champs miniers autour du site. Par conséquent, la propreté de l’air est élevée et les modules photovoltaïques sont moins affectés par la poussière. Cependant, la température du site du projet est basse en hiver et la période de chute de neige est prolongée. Par conséquent, le nettoyage des modules prend principalement en compte l’impact de la neige sur les modules photovoltaïques. En réponse à cette problématique, combinée à la situation réelle de l’emplacement du projet et du mode d’installation du module, ce projet adopte une combinaison de nettoyage passif et de nettoyage actif pour nettoyer et entretenir les modules photovoltaïques sur le terrain.
Le nettoyage passif combine les caractéristiques de la hauteur d’installation élevée et du grand angle d’inclinaison (40°) des modules photovoltaïques de ce projet. Sous l’influence de sa gravité, la neige à la surface des modules en hiver a du mal à adhérer à la surface vitrée des modules. Lorsque la lumière du soleil frappe les modules, l’augmentation de la température de surface des composants aidera à éliminer la glace. À en juger par le fonctionnement réel de la centrale, au début du mois de décembre, après les chutes de neige sur le terrain la nuit, l’épaisseur de la neige à la surface des modules photovoltaïques est d’environ 2 à 5 cm le matin. Il tombe tout seul et la neige restante tombe au bout de 2 heures. De même, en d’autres saisons, des débris tels que de la poussière ou des feuilles tombant à la surface du module peuvent également glisser en douceur de la surface du module sous l’action de la pluie et du vent.
Compte tenu des exigences d’économie et d’applicabilité, pour les débris de neige et de poussière que leur poids ne peut pas enlever, ce projet adopte la méthode consistant à organiser régulièrement du personnel de nettoyage pour enlever la neige et la poussière afin de nettoyer les composants manuellement. Pour les zones où les sources d’eau sont abondantes, des pistolets à eau sous pression peuvent être utilisés pour rincer, et les autres régions peuvent être nettoyées manuellement avec des outils tels que des chiffons. L’heure de nettoyage des modules doit être choisie tôt le matin, le soir, la nuit ou les jours nuageux pour éviter les effets néfastes des ombres des équipements et du personnel sur l’efficacité de la production d’énergie des modules photovoltaïques pendant le processus de nettoyage. La sélection du cycle de nettoyage doit être déterminée en fonction du degré de contamination à la surface du composant. Dans des circonstances normales, pour les accessoires anti-poussière, le nombre de nettoyages ne doit pas être inférieur à deux fois par an ; Pour la neige, il doit être disposé rapidement en fonction de l’épaisseur de l’accumulation à la surface du module et des récentes chutes de neige.
The quality of operation and maintenance personnel training of photovoltaic power station operation and maintenance management depends on the skill and quality of process and maintenance personnel. Photovoltaic power generation technology is a new form of energy utilization. Most power stations' operation and maintenance management teams are relatively young and lack photovoltaic operation and maintenance experience and technology. Therefore, the power station operation and maintenance unit should strengthen the professional training of operation and maintenance personnel. During the operation and maintenance of photovoltaic power plants, according to relevant laws and regulations and the provisions of the local power department, combined with the rules and regulations of power station operation, formulate training programs that meet their characteristics and Detailed rules, continuously improve the technical level of employees, and strengthen their awareness of learning and innovation. At the same time, attention should be paid to technical disclosure and training from professional subcontracting units or equipment manufacturers. There are many professions and industries involved in constructing photovoltaic power plants, and the pre-project design, construction, and operation and maintenance management are often not completed by the same company or department. Therefore, professional subcontracting is required when the power station is completed and handed over to the operation and maintenance unit. The unit and equipment supplier shall make technical disclosure to the operation and maintenance unit and provide necessary training services to ensure that the operation and maintenance personnel are familiar with the performance of the system and equipment and master the operation and maintenance methods.
2. Production d’énergie photovoltaïque et analyse des avantages
2.1 Calcul théorique de la production d’énergie
Selon les « Spécifications de conception des centrales photovoltaïques », les prévisions de production d’énergie des centrales photovoltaïques doivent être calculées et déterminées en fonction des ressources en énergie solaire du site. Après avoir pris en compte divers facteurs tels que la conception du système de centrale photovoltaïque, la disposition des panneaux photovoltaïques et les conditions environnementales, la formule de calcul est la suivante :
Dans la formule, EP est la production d’électricité sur le réseau, kWh ; HA est l’irradiance solaire totale sur le plan horizontal, qui est de 1412,55 kWh/m² dans ce projet ; ES est l’irradiance dans des conditions standard, avec une constante de 1kWh/m²; PAZ est le composant La capacité d’installation est de 100000kWc dans ce projet ; K est le coefficient d’efficacité global, qui est de 0,8. Par conséquent, la capacité théorique de production d’énergie de la centrale au cours de la première année de ce projet est de
Due to the aging of the primary material and ultraviolet radiation, the power of photovoltaic modules will decline year by year during use. The power attenuation rate of the modules used in this project is 2.5% in the first year, 0.7% in each year after the first year, 8.8% in 10 years, and 19.3% in 25 years. Therefore, the system's life is calculated as 25 years, and Table 2 is the calculation result of the 25-year power generation of the project.
Selon l’analyse, la production totale d’électricité cumulée du projet en 25 ans est de 2 517,16 millions de kWh, la production annuelle moyenne d’électricité en 25 ans est de 100,69 millions de kWh et la production annuelle d’électricité par watt de capacité installée est d’environ 1,007 kWh.
2.2 Analyse des avantages
The power station is located in Yanbian Prefecture, Jilin Province. According to the "Notice of the National Development and Reform Commission on the Price Policy of Photovoltaic Power Generation Projects in 2018" (Fa Gai Price Regulation [2017] No. 2196), the photovoltaic power station put into operation after January 1, 2018, The benchmark on-grid electricity prices for Class I, Class II, and Class III resource areas are adjusted to 0.55 yuan/kWh, 0.65 yuan/kWh, and 0.75 yuan/kWh (tax included), respectively. This area is a Class II resource area, and the benchmark on-grid electricity price for photovoltaic power plants is 0.65 yuan/kWh. At the same time, according to Jilin Province's "Proposal on Accelerating the Application of Photovoltaic Products to Promote the Healthy Development of the Industry (No. 128)", Jilin Province implements a policy of electricity subsidy for photovoltaic power generation projects and based on national regulations, additional support of 0.15 yuan/kWh. Therefore, the photovoltaic power station can enjoy a 0.8 yuan/kWh subsidy.
The installed capacity of the first phase of the project is 100MW. According to the cost estimate of 8 yuan/W, the initial budget investment is about 800 million yuan, and the actual acquisition of the project is 790 million yuan, which is slightly lower than the previous budget investment. According to estimates, the average annual power generation of the project is 100,686,564 kWh. According to the policy, subsidies can be obtained at 0.8 yuan/kWh, and the photovoltaic power station's average yearly electricity fee income is about 80.549 million yuan.
Selon l’estimation de l’investissement réel, le projet permettra de récupérer le coût dans une dizaine d’années. La production totale d’électricité cumulée de la centrale en 25 ans est de 2,517 milliards de kWh et le revenu total est d’environ 2,014 milliards de yuans. Au cours de la durée de vie de 25 ans, le bénéfice de ce projet est d’environ 1,224 milliard de yuans. Dans le même temps, le projet peut générer 14 millions de yuans en impôts locaux et 12 millions de yuans en fonds de réduction de la pauvreté chaque année, et 4 000 ménages pauvres enregistrés peuvent être sortis avec succès de la pauvreté, avec une augmentation annuelle moyenne des revenus de 3 000 yuans.
De plus, étant donné que la centrale photovoltaïque consomme moins d’énergie et n’émet pas de polluants tels que le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote dans l’environnement extérieur, elle a une valeur élevée de protection de l’environnement et des avantages sociaux. La centrale photovoltaïque génère en moyenne près de 100 millions de kWh par an. Selon les règles de conversion pertinentes, il peut économiser 36247,16 t de charbon standard chaque année, ce qui signifie réduire les émissions de dioxyde de carbone 100384,5 t, de dioxyde de soufre 1188,1 t et d’oxydes d’azote 432,9 t, et peut réduire la production d’énergie thermique. De plus, 27386,7t de poussières ont permis d’économiser près de 400 millions de litres d’eau purifiée.
3. Résumé
Après la croissance explosive de l’industrie photovoltaïque ces dernières années, le retard dans la construction des réseaux électriques dans certaines régions est devenu de plus en plus important. Associée à l’accélération de la transformation industrielle et de la modernisation dans mon pays, la demande nationale d’électricité a ralenti. En conséquence, la réduction de l’énergie photovoltaïque s’est produite à divers endroits. Dans le même temps, pour atteindre l’objectif de parité du réseau photovoltaïque, le prix de référence de l’électricité photovoltaïque sur le réseau est entré dans un canal baissier. Selon l’avis de la Commission nationale du développement et de la réforme sur la politique de prix des projets de production d’énergie photovoltaïque en 2018, le prix de référence de l’électricité sur le réseau en 2018 a été réduit de 0,1 par rapport à 2017. Yuan/kWh. Dans ce contexte, les entreprises photovoltaïques seront confrontées à une pression plus importante pour réduire leurs coûts. En revanche, les matières premières (comme les composants, l’acier, etc.) et les coûts de main-d’œuvre nécessaires à la construction de centrales photovoltaïques restent élevés. L’équilibre entre les coûts et les avantages est un problème complexe auquel l’industrie photovoltaïque doit réfléchir et résoudre ensuite.
1. Classification et composition des centrales solaires photovoltaïques
Les centrales solaires photovoltaïques peuvent être divisées en types indépendants et connectés au réseau selon qu’elles sont connectées ou non au réseau public. Le type de système de production d’énergie solaire photovoltaïque doit être sélectionné en fonction de la demande d’approvisionnement en énergie de référence, et le système de production d’énergie solaire photovoltaïque le plus raisonnable est établi.
2. Points clés de la sélection du site pour les centrales solaires photovoltaïques
Solar photovoltaic power stations are distributed all over the world. In my country's construction of solar photovoltaic power stations, sufficient attention should be paid to the site selection of solar photovoltaic power stations. In the site selection of solar photovoltaic power stations, light conditions need to be considered to ensure sufficient light shining on the solar panel to provide the power generation effect. The solar photovoltaic power station is located in an area with flat terrain. Therefore, it is not prone to natural disasters to avoid the severe impact of natural disasters on the equipment of the solar photovoltaic power station. Avoid large numbers or buildings around the solar photovoltaic power station site that will shade the solar photovoltaic power station and affect the illumination of the solar photovoltaic power station.
3. Points de conception du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant
Lors de la conception d’un système de production d’énergie solaire photovoltaïque, il se concentre principalement sur la capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, la sélection des équipements électroniques de puissance dans le système de production d’énergie solaire photovoltaïque et la conception et le calcul des installations auxiliaires. Parmi eux, la conception de la capacité vise principalement la capacité des composants de la batterie et des batteries dans le système de production d’énergie solaire photovoltaïque. L’objectif est de s’assurer que l’électricité stockée dans les batteries peut répondre aux exigences du travail. Pour la sélection et la configuration des composants du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, il est nécessaire de s’assurer que l’équipement sélectionné correspond à la conception de capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque pour s’assurer que le système de production d’énergie solaire photovoltaïque peut fonctionner de manière typique.
4. Principaux points de conception de la capacité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant
Lors de la conception de la capacité d’un système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque, la charge et les dimensions locales du système de production d’énergie solaire photovoltaïque distincte doivent être énumérées en premier, et la taille de la charge et la consommation d’énergie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendante doivent être déterminées. Sur cette base, la capacité de la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé est sélectionnée. Ensuite, le courant optimal des différents systèmes de production d’énergie solaire photovoltaïque est déterminé en calculant le courant carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant. Ensuite, la tension du réseau carré de la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant est sélectionnée. Enfin, la batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé est déterminée en fonction de la puissance. Lors de la conception de la puissance du réseau carré de batterie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, la conception du réseau carré de batterie solaire du système de production d’énergie solaire photovoltaïque séparé peut être complétée selon le principe de l’amplification en série et de la rectification parallèle.
5. Principaux points d’installation du système indépendant de production d’énergie solaire photovoltaïque
5.1 Construction des fondations d’un système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque
The battery matrix base of the independent solar photovoltaic power generation system should be made of concrete. The concrete floor's ground height and horizontal deviation should meet the design requirements and specifications. The battery matrix base should be fixed with anchor bolts. The leakage must meet the requirements of the design specification. After the concrete pouring and fixing of the anchor bolts, it needs to be cured for at least five days to ensure its solidification strength before the stand-alone solar photovoltaic power generation system rack can be completed.
Lors de l’installation du support solaire du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, il convient de prêter attention à : (1) L’angle d’azimut et l’angle d’inclinaison du cadre carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant doivent répondre aux exigences de conception. (2) Lors de l’installation du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant, il est nécessaire de faire attention à la nécessité de contrôler la planéité du fond dans la plage de 3 mm / m. Lorsque la planéité dépasse la plage autorisée, un klaxon doit être utilisé pour la mise à niveau. (3) La surface de la partie fixe du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome doit être aussi plate que possible pour éviter d’endommager les cellules. (4) Pour la partie fixe du rack du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, des joints anti-desserrage doivent être installés pour améliorer la fiabilité de sa connexion. (5) Pour le réseau de cellules solaires avec le dispositif de suivi du soleil dans le système indépendant de production d’énergie solaire photovoltaïque, le dispositif de suivi doit être vérifié régulièrement pour garantir ses performances de suivi du soleil. (6) Pour le système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, l’angle entre le rack et le sol peut être fixe ou ajusté en fonction des changements saisonniers de sorte que le panneau solaire peut très probablement augmenter la zone de réception et le temps d’éclairage de la lumière du soleil et améliorer l’indépendance du panneau solaire—L’efficacité de la production d’énergie du système de production d’énergie solaire photovoltaïque.
5.2 Points d’installation des modules solaires du système autonome de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de l’installation des modules solaires du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, veuillez prêter attention à : (1) Lors de l’installation des modules solaires du système de production d’énergie solaire photovoltaïque autonome, il est nécessaire de mesurer et de vérifier d’abord les paramètres de chaque composant pour s’assurer que les paramètres répondent aux exigences de l’utilisateur pour mesurer la tension en circuit ouvert et le courant de court-circuit du module solaire. (2) Des modules solaires avec des paramètres de fonctionnement similaires doivent être installés dans le même réseau carré pour améliorer l’efficacité de la production d’énergie du réseau carré du système de production d’énergie solaire photovoltaïque indépendant. (3) Lors de l’installation de panneaux solaires, etc., les bosses doivent être évitées pour éviter d’endommager les panneaux solaires, etc. (4) Si le panneau solaire et le cadre fixe ne sont pas étroitement assortis, ils doivent être nivelés avec des tôles de fer pour améliorer l’étanchéité de la connexion entre les deux. (5) Lors de l’installation du panneau solaire, il est nécessaire d’utiliser l’installation préfabriquée sur le cadre du panneau solaire pour la connexion. Lors de la connexion avec des vis, faites attention à l’étanchéité de la connexion et faites attention au travail de relaxation à l’avance selon les normes utilisées. (6) La position du module solaire installé sur le rack doit être de la meilleure qualité possible. L’espace entre le module solaire installé sur le rack et le rack doit être supérieur à 8 mm pour améliorer la capacité de dissipation thermique du module solaire. (7) La boîte de jonction du panneau solaire doit être protégée de la pluie et du gel pour éviter les dommages causés par la pluie.
5.3 Principaux points de connexion par câble du système de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de la pose des câbles de connexion du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, faites attention au principe d’abord à l’extérieur, puis à l’intérieur, d’abord simple, puis compliqué. Dans le même temps, faites attention à ce qui suit lors de la pose de câbles : (1) Lors de la pose de câbles sur le bord tranchant du mur et du support, faites attention à la protection des câbles. (2) Faites attention à la direction et à la fixation du câble lors de la pose du câble, et faites attention à l’étanchéité modérée de la disposition du câble. (3) Faites attention à la protection au niveau du joint du câble pour éviter l’oxydation ou la chute au niveau du joint, ce qui affecte l’effet de connexion du câble. (4) La ligne d’alimentation et la ligne de retour d’un même circuit doivent être torsadées autant que possible pour éviter l’influence de l’interférence électromagnétique du câble sur le câble.
5.4 Faire un excellent travail de protection contre la foudre pour les systèmes de production d’énergie solaire photovoltaïque
Lors de l’installation du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, une attention particulière doit être accordée à la protection contre la foudre et à la mise à la terre du système de production d’énergie solaire photovoltaïque. Le câble de mise à la terre du paratonnerre doit être maintenu à une certaine distance du support du système de production d’énergie solaire photovoltaïque. Pour la protection contre la foudre du système de production d’énergie solaire photovoltaïque, deux méthodes de protection contre la foudre peuvent être utilisées pour installer le paratonnerre ou la ligne de protection contre la foudre afin de protéger la sécurité du système de production d’énergie solaire photovoltaïque.
Épilogue
Le développement et l’utilisation de l’énergie solaire sont au centre du développement énergétique et même à l’avenir. Sur la base de l’analyse de la composition et des caractéristiques du système solaire photovoltaïque, cet article analyse et expose les points critiques de la conception et de l’installation du système solaire photovoltaïque.