Fotoelektrinių energijos generavimo sistemų įtampos technologija daugiausia suskirstyta į keletą skirtingų įtampos lygių, o šių įtampos lygių pasirinkimas paprastai priklauso nuo sistemos masto, geografinės vietos ir tinklo prieigos reikalavimų.
Čia yra keli bendri įtampos lygiai ir jų vystymosi tendencijos:
Bendras įtampos lygis
1. Žemos įtampos tinklelio jungtis (220 V/380 V)
Tinka mažoms paskirstytoms fotoelektrinėms sistemoms, tokioms kaip ant stogo, įrengtos fotoelektrinės sistemos gyvenamosiose pastatuose ar mažose įmonėse. Šio tipo sistema paprastai turi mažesnę galią, o įdiegta talpa paprastai neviršija 400kW.
2. Vidutinės įtampos tinklelio jungtis (10 kV)
Kai fotoelektrinės galios generavimo talpa yra didesnė nei 400 kW, 10 kV įtampa paprastai pasirenkama prijungti prie tinklo. Ši sistema reikalauja, kad būtų galima įdiegti pakopinį transformatorių, kad atitiktų tinklelio įtampą.
3. Aukštos įtampos tinklelio jungtis (pvz., 35 kV, 110 kV ir kt.)
Didelio masto antžeminės fotoelektrinės paprastai naudoja aukštesnę įtampos lygį, kad galėtų prisijungti prie tinklelio, o tai sumažina transmisijos nuostolius ir yra tinkama perduoti tolimojo nuotolio.
4. Padidinkite nuolatinės srovės šoninę įtampą iki 1500 V:
Šiuo metu tai yra vienas iš pažangiausių fotoelektrinių sistemų įtampos lygių. Padidinus nuolatinės srovės įtampą nuo tradicinės 1000 V iki 1500 V, galima sumažinti kabelių nuostolius, gali būti padidintas komponentų stygų ilgis, o sistemos išlaidas galima sumažinti.
5. Padidinkite kintamosios srovės įtampą iki 1000 V:
Padidinus kintamosios srovės įtampą, taip pat padeda sumažinti perdavimo nuostolius, ypač perduodant tolimojo nuotolio galią. Be to, tai taip pat leidžia naudoti mažiau keitiklių ir transformatorių, supaprastinant sistemos projektavimą ir sumažinant sąnaudas.
6. Didelio padidinimo keitiklio technologija:
Didelio padidinimo keitikliai yra naudojami įtampos išėjimui padidinti, žymiai didindami srovę, o tai yra labai svarbi norint optimizuoti paskirstytų generavimo sistemų efektyvumą. Pvz., Sukabinimo grandinės padidinimo struktūra pridėjo naują padidėjimo reguliavimo bloką, kuris leidžia fotoelektrinei sistemai stabiliai išvesti didesnę nuolatinės srovės įtampą.
7. Kelių lygių keitiklio dizainas:
Kelių pakopų keitiklio dizainas priima kelis galios konversijos etapus, kad būtų pasiektas didesnis įtampos padidėjimas, tuo pačiu sumažinant atskirus komponentus. Pvz., Trijų lygių padidinimo keitiklis ne tik padidina įtampos padidėjimą, bet ir sumažina laidumą, perjungimo nuostolius ir atvirkštinio atkūrimo nuostolius.
Vystymosi tendencija
Įtampos technologijos plėtros tendencija fotoelektrinėse energijos generavimo sistemose daugiausia atsispindi šiais aspektais:
Sistemos įtampa ir toliau didėja
Fotoelektrinės energijos generavimo sistemų nuolatinės srovės įtampa pamažu padidėjo nuo 600 V pradžios iki 1000 V, o dabar iki 1500 V ir ateityje toliau vystysis į aukštesnę įtampą. Pavyzdžiui, „Huawei“ prognozuoja, kad iki 2030 m. Fotoelektrinių sistemų nuolatinės srovės įtampa viršys 1500 V ir net pasieks 2000 V. Pagrindinis šios tendencijos tikslas yra pagerinti energijos gamybos efektyvumą ir sumažinti sistemos sąnaudas per kilovatvalandę (LCOE), sumažinant linijų nuostolius, įrangos kiekį ir medžiagų sąnaudas.
Aukštos įtampos ir aukšto patikimumo sambūvio
Padidėjus įtampai, sistema turi didesnius patikimumo reikalavimus. Pavyzdžiui, nors 1500 V sistema turi didelių pranašumų mažinant sąnaudas ir pagerinant efektyvumą, ji taip pat kelia tokių problemų kaip elektros smūgio pavojai, gaisro pavojai ir PID (galimas sukeltas skilimas) rizika. Todėl būsimas plėtra reikalauja sustiprinti sistemos saugumą ir stabilumą, tuo pačiu skatinant, pavyzdžiui, aukštą įtampą, pritaikant bipolinę aukštos įtampos architektūrą ir sistemos lygio saugos apsaugos galimybes.
Technologinės naujovės skatina įtampos padidėjimą
Technologinė pažanga yra svarbi varomoji jėga įtampai padidinti.
Pvz., Trečiosios kartos puslaidininkių medžiagų, tokių kaip silicio karbidas ir galio nitridas, taikymas, taip pat lustų šilumos išsklaidymo ir topologijos architektūros technologijos kūrimas žymiai pagerino keitiklių galios tankį ir efektyvumą, taip palaikant aukštesnės įtampos įgyvendinimą. Be to, modulinio dizaino ir skaitmeninės technologijos taikymas taip pat suteikia garantijas stabiliam aukštos įtampos sistemų veikimui.
Energijos kaupimo sistemų integracija ir taikymas
Tobulinant energijos kaupimo technologijas, fotoelektrinių sistemų ir energijos kaupimo įrangos integracija tapo tendencija.
Pavyzdžiui, 1500 V nuolatinės srovės įtampos konfigūracija pamažu tapo pagrindiniu energijos kaupimo sistemų pasirinkimu, o tai ne tik sumažina sistemos sąnaudas, bet ir pagerina tūrinį galios tankį ir įrangos eksploatavimo efektyvumą. Ateityje, dar labiau subrendus energijos kaupimo technologijai, fotoelektrinių sistemų įtampa gali būti dar labiau padidinta iki 2000 V.
Protingas ir energiją taupantis dizainas
Intelektas yra svarbi būsimų fotoelektrinių sistemų vystymosi kryptis. Integruodami intelektualius komponentus, tokius kaip jutikliai ir valdikliai, fotoelektrinės sistemos gali stebėti veikimo būseną realiu laiku, diagnozuoti gedimus ir automatiškai sureguliuoti veikimo parametrus, taip pagerindamas sistemos patikimumą ir veikimo efektyvumą. Tuo pat metu aukšto efektyvumo ir energijos taupymo projektavimo koncepcija taip pat bus integruota į pagrindinės įrangos, tokios kaip transformatoriai ir keitikliai, tyrimams ir plėtrai.
Saugumo ir ekonomikos pusiausvyra
Nors aukštos įtampos sistemos turi didelių pranašumų mažinant sąnaudas ir pagerinant efektyvumą, jų saugos problemas vis tiek reikia išspręsti. Pavyzdžiui, aukštos įtampos sistemos padidina PID riziką ir pablogina serijos neatitikimo problemas. Todėl ateityje technologinė plėtra reikalauja stiprinti sistemos saugos apsaugos priemones ir tobulinti techninius standartus, tuo pačiu padidinant įtampą.
