Ориентация склона существенно влияет на системы солнечного хранения

Как мы все знаем, при установке фотоэлектрической системы на крыше ориентация солнечных панелей Anern оказывает значительное влияние на выработку электроэнергии системой. Если взять в качестве примера Северное полушарие, фотоэлектрические модули желательно устанавливать с ориентацией на истинный юг. Это направление обеспечивает максимальное получение солнечной энергии. Однако в практическом применении из-за ограничений планировки зданий и доступного пространства солнечные панели Anern часто не могут быть установлены все в оптимальной ориентации. Это особенно распространено в жилищной фотовольтаике, где панели также могут устанавливаться на крышах, обращённых на восток и запад.

Итак, каково влияние установки фотоэлектрических панелей с ориентацией на восток и запад на выработку электроэнергии?

«Эффект короткой доски» на крышах с несколькими ориентациями в солнечных накопительных системах

В традиционных системах со строчными инверторами из-за последовательного соединения между солнечными панелями Anern система часто подвержена влиянию «эффекта короткой доски». Когда цепочка модулей распределена по нескольким ориентациям, снижение эффективности одного набора модулей может повлиять на выработку электроэнергии всей цепочки, тем самым влияя на выход фотоэлектрических модулей на крышах с разными ориентациями.

Однако при обращении домов в нескольких направлениях мы можем решить эту проблему, используя систему с микроинверторами. Система с микроинверторами использует конструкцию с входом на уровне модуля и обладает независимой функцией отслеживания точки максимальной мощности (MPPT), что позволяет полностью устранить «эффект короткой доски» и обеспечить независимую работу каждой солнечной панели. Даже когда модули установлены на крышах, обращённых в разных направлениях, выход каждого модуля может быть оптимизирован, что гарантирует отсутствие взаимного влияния выработки электроэнергии модулями на разных крышах и минимизирует потери выработки, вызванные несколькими ориентациями.

Имитационный эксперимент: выработка электроэнергии солнечными накопительными системами различается почти на 15%

Используя имитационные эксперименты PVsyst, мы провели исследование солнечных накопительных систем на крышах в провинции Чжэцзян, Китай, в Северном полушарии. В эксперименте мы установили 20 фотоэлектрических модулей мощностью 570 Вт как на крышах, обращённых на восток, так и на запад, с углом наклона 15 градусов и общей мощностью системы 22,8 кВт. В эксперименте сравнивались различия в выработке электроэнергии при одинаковых условиях для системы со строчным инвертором и системы с микроинверторами с использованием двух различных типов инверторов. Ниже приведены результаты моделирования по данным выработки электроэнергии за один зимний день:

Моделирование 1

Конфигурация системы: 1 блок — строчный инвертор мощностью 20 кВт

Выработка при восточной ориентации: 30,19 градуса, выработка при западной ориентации: 31,14 градуса, общая выработка: 61,33 градуса. Кривые выработки электроэнергии для восточного и западного скатов почти полностью совпадают.

Симуляция 2

Конфигурация системы: 10 блоков — микробатарейный инвертор

Выработка электроэнергии на восточной стороне: 35,57 градуса, выработка электроэнергии на западной стороне: 36,29 градуса, общая выработка электроэнергии: 71,86 градуса. Сравнивая кривые выработки электроэнергии восточного и западного склонов, можно увидеть, что утром восточный склон вырабатывает значительно больше электроэнергии, чем западный, тогда как во второй половине дня западный склон вырабатывает значительно больше электроэнергии, чем восточный.

Из результатов вышеприведённого имитационного эксперимента мы видим, что восточные и западные солнечные панели Anern в системе со строковым инвертором вырабатывают в течение дня меньше электроэнергии по сравнению с системой с микробатарейными инверторами. Основная причина заключается в том, что утром, когда солнце восходит на востоке, восточные модули получают сильное солнечное облучение, тогда как западные модули получают более слабое солнечное облучение. В системе со строковым инвертором из-за «эффекта короткой доски» выработка электроэнергии восточными модулями ограничивается более слабой освещённостью, получаемой западными модулями, и наоборот вечером. Таким образом, выработка электроэнергии восточными и западными модулями всегда согласована; напротив, в системе с микробатарейными инверторами с функцией MPPT на уровне модулей каждый модуль работает независимо. Утром восточные модули получают больше солнечного облучения и вырабатывают больше электроэнергии, чем западные модули, тогда как во второй половине дня западные модули вырабатывают больше электроэнергии, чем восточные модули. Каждый модуль всегда работает независимо и выдаёт электроэнергию в оптимальной точке мощности.

В итоге, исходя из расчётных данных, в этом эксперименте система со строковым инвертором выработала на 10,53 градуса меньше электроэнергии по сравнению с системой с микробатарейными инверторами, с разницей 14,7%. Система хранения солнечной энергии мощностью 22,8 кВт несёт ежедневные потери выработки электроэнергии в размере 10 градусов из-за восточно-западной ориентации. Если экстраполировать это на год, потери выработки электроэнергии составят около 3800 градусов, что серьёзно повлияет на выработку электроэнергии и доход системы.