Maapealsete fotogalvaaniliste elektrijaamade arendamisel ja ehitamisel võib projekteerimistööd nimetada põhitööks. Disain mõjutab kogu fotogalvaanilise elektrijaama ehitust ja on otseselt seotud eelistega. Eelmisel nädalal rääkisin üldjoonisest ja mõnedest küsimustest tsiviilehituses, millele tuleb fotogalvaaniliste elektrijaamade ehitamisel tähelepanu pöörata. Millele siis projekteerimise käigus elektriosas tähelepanu pöörata? Alljärgnev on lühike analüüs kõigile.
1. Komponentide valik
Nagu me kõik teame, on päikeseenergia energiatihedus madal. Selle eelduse kohaselt on päikeseenergia tõhus kasutamine väga oluline. Praegu on riiklikus Leader-programmis nõutav mooduli efektiivsus polükristallilise räni moodulite puhul vähemalt 16,5 protsenti ja monokristalliliste räni moodulite puhul vähemalt 17 protsenti. Moodulite muundamise efektiivsuse osas on monokristallilised ränimoodulid paremad kui polükristallilised ränimoodulid. Kuna aga monokristalliliste ränielementide moodulite hind on veidi kõrgem kui polükristallilistel ränimoodulitel, siis ei tasu mooduleid valides pimesi valida mooduleid ainult hinna järgi. Vajalik on teha tehniline ja majanduslik analüüs erinevates aspektides nagu elektritootmise arvestus ja valik ning erinevate komponentide projektitulu ning valida sobivad akukomponendid.
2. Inverteri valik
Praegu jagunevad inverterid kahte tüüpi: stringinverterid ja tsentraliseeritud inverterid.
1. Stringinverter
Stringinvertereid kasutatakse enamasti mägistes fotogalvaanilistes elektritootmissüsteemides, väikestes ja keskmise suurusega katusel asuvates fotogalvaanilistes elektritootmissüsteemides ja väikestes maapealsetes elektrijaamades. Võimsus on alla 50 kW. Stringinverteri konstruktsioonis ühendatakse fotogalvaaniliste moodulite poolt genereeritud alalisvool otse stringinverteriga, muundatakse vahelduvvooluks ja suurendatakse seejärel liitumise teel.
Stringinverterite peamised eelised on:
①Seda ei mõjuta stringide ja varjude vahelised moodulite erinevused ning samal ajal vähendab see ebakõla fotogalvaaniliste elementide moodulite parima tööpunkti ja inverteri vahel ning maksimeerib energiatootmist;
② MPPT pingevahemik on lai ja komponentide konfiguratsioon on paindlikum;
③ Väike suurus ja paindlik paigaldus.
Stringinverterite peamised puudused on järgmised:
① Toiteseadme elektriline kliirens on väike, mis ei sobi suure kõrgusega aladele;
② Välitingimustes paigaldamine, tuule ja päikese käes viibimine võib kergesti põhjustada korpuse ja jahutusradiaatori vananemist.
③ Inverterite arv on suur, tõrgete kogumäär suureneb ja süsteemi jälgimine on keeruline.
[pagebreak]
2. Tsentraliseeritud inverter
Tsentraliseeritud invertereid kasutatakse tavaliselt suuremahulistes ühtlase päikesepaistega elektrijaamades, kõrbeelektrijaamades ja muudes suuremahulistes elektritootmissüsteemides. Süsteemi koguvõimsus on suur, üldiselt üle megavatise taseme. Seadmete võimsus jääb vahemikku 50kW kuni 630kW. Tsentraliseeritud inverteri konstruktsioonis ühendatakse fotogalvaaniliste moodulite poolt genereeritud alalisvool pärast seda, kui see on kombineeritud alalisvoolu kombineerija kastiga inverteriga, muundatakse vahelduvvooluks ja seejärel võimendatakse.
Tsentraliseeritud inverterite peamised eelised on:
①Projekti ehitamisel kasutatavate inverterite arv on väike, mida on lihtne hallata;
② Inverteri jõudluse osas on harmooniliste sisaldus madal, erinevad kaitsefunktsioonid on täielikud ja elektrijaama ohutus on kõrge;
③ Sellel on võimsusteguri reguleerimise funktsioon ja madalpinge läbisõidufunktsioon ning elektrivõrgul on hea reguleerimine.
Tsentraliseeritud inverterite peamised puudused on järgmised:
① Tsentraliseeritud inverteri MPPT pingevahemik on kitsas ja iga komponendi tööd ei saa jälgida, seega on võimatu iga komponenti parimas tööpunktis muuta ja komponendi konfiguratsioon on paindumatu.
②Tsentraliseeritud inverter võtab enda alla suure ala ega ole paigaldamisel paindlik.
③ Süsteemi hooldus on suhteliselt keeruline, kuna see on oma energiatarbimise ja seadmete ruumi ventilatsiooni ja soojuse hajutamise jaoks kulutatud.
Inverteri valimisel on vaja valida sobiv inverter vastavalt erinevatele teguritele, nagu maastik ja projekti kõrgus. Näiteks Qinghai kõrgkõrbetesse suurte maapealsete elektrijaamade projekteerimisel valitakse sageli tsentraliseeritud inverterid; mägede fotogalvaanilistes elektrijaamades saab paigaldatud komponentide massiivide erineva suuruse ja komponentide suhteliselt hajutatud paigutuse tõttu valida stringinverterid. Ja energiatootmise maksimeerimiseks kasutage jälgimiseks mitme kanaliga MPPT-d.
3. Kollektorahela projekteerimine
Fotogalvaanilise elektrijaama kollektorahela projekteerimiseks kasutatakse paksude pinnasekihtidega alade jaoks, mida saab kaevata, tavaliselt kaabli otsematmise lahendust, mis on ka kõige ökonoomsem lahendus; kui pind on kivine ja seda ei saa kaevata, siis kaabel mööda silla paigaldamise skeemi. Keeruliste maapinna tingimuste, suurte kõikumiste või fotogalvaaniliste massiivide hajutatud paigutuse korral kasutatakse õhuliini paigaldamist tavaliselt tornidena. Kollektoriliini projekteerimisel on vaja valida ökonoomne ja mõistlik projekteerimisskeem vastavalt elektrijaama projekti ehitusplatsi detailsele topograafilisele kaardistamisele ja topograafiale, vältides võimalikult palju ehitusraskusi.
4. Maanduse disain
Fotogalvaanilise elektrijaama maanduse projekteerimisel tuleks lisaks maandustakistuse arvutamisele geoloogilise uuringu üksuse pakutava takistuse järgi arvestada ka geoloogilisi tingimusi, nagu pinnase kohalik korrosioon. Tugeva korrosioonikindlusega maandusmaterjal. Kui arvutatud maandustakistus ei vasta spetsifikatsiooni nõuetele, tuleks ökonoomsed takistuse vähendamise meetmed valida vastavalt projekti tingimustele.