Con lo sviluppo della tecnologia e la riduzione dei costi, i sistemi di inseguimento solare sono stati ampiamente utilizzati in diverse centrali fotovoltaiche. Il sistema di inseguimento solare a doppio asse completamente automatico è il più evidente tra tutti i tipi di supporti di inseguimento per migliorare la produzione di energia, ma mancano dati reali sufficienti e scientifici nel settore sull'effetto specifico di miglioramento della produzione di energia del sistema di inseguimento solare a doppio asse. Di seguito viene presentata una semplice analisi dell'effetto di miglioramento della produzione di energia del sistema di inseguimento a doppio asse basata sui dati reali di produzione di energia del 2021 di una centrale solare a doppio asse installata nella città di Weifang, provincia di Shandong, Cina.
(Nessuna ombra fissa sotto il sistema di inseguimento solare a doppio asse, le piante a terra crescono bene)
Breve introduzione diil solarecentrale elettrica
Luogo di installazione:Shandong Zhaori New Energy Tech. Co., Ltd.
Longitudine e latitudine:118,98°E, 36,73°N
Tempo di installazione:Novembre 2020
Scala del progetto: 158 kW
Solarepannelli:400 pezzi di Pannelli solari bifacciali Jinko da 395 W (2031*1008*40 mm)
Inverter:3 set di inverter Solis da 36 kW e 1 set di inverter Solis da 50 kW
Numero di sistemi di inseguimento solare installati:
36 set di sistemi di inseguimento solare a doppio asse ZRD-10, ciascuno dotato di 10 pannelli solari, pari al 90% della capacità totale installata.
1 set di inseguitore solare monoasse inclinato ZRT-14 con inclinazione di 15 gradi, con 14 pannelli solari installati.
1 set di staffe solari fisse regolabili ZRA-26, con 26 pannelli solari installati.
Condizioni del terreno:Prateria (il guadagno sul lato posteriore è del 5%)
Tempi di pulizia dei pannelli solari2021:3 volte
Ssistemadistanza:
9,5 metri in direzione est-ovest / 10 metri in direzione nord-sud (distanza tra i centri)
Come mostrato nel seguente disegno di layout
Panoramica sulla produzione di energia:
Di seguito sono riportati i dati effettivi di produzione di energia elettrica della centrale nel 2021, ottenuti da Solis Cloud. La produzione totale di energia elettrica della centrale da 158 kW nel 2021 è stata di 285.396 kWh, e le ore di piena produzione annua sono state 1.806,3 ore, che corrispondono a 1.806.304 kWh se convertiti in 1 MW. Le ore medie di utilizzo effettivo annuo nella città di Weifang sono circa 1300 ore. Secondo il calcolo di un guadagno inverso del 5% dei pannelli solari bifacciali sull'erba, la produzione annua di energia di un impianto fotovoltaico da 1 MW installato con un angolo di inclinazione ottimale fisso a Weifang dovrebbe essere di circa 1.365.000 kWh. Pertanto, il guadagno annuo di produzione di energia di questo impianto con inseguimento solare rispetto a un impianto con angolo di inclinazione ottimale fisso è calcolato pari a 1.806.304/1.365.000 = 32,3%, il che supera la nostra precedente previsione di un guadagno del 30% nella produzione di energia per un impianto con sistema di inseguimento solare a doppio asse.
Fattori di interferenza nella produzione di energia di questa centrale elettrica a doppio asse nel 2021:
1. I pannelli solari richiedono meno tempo per la pulizia.
2. Il 2021 è un anno con più precipitazioni
3. Influenzata dall'area del sito, la distanza tra i sistemi in direzione nord-sud è piccola
4. I tre sistemi di inseguimento solare a doppio asse sono costantemente sottoposti a test di invecchiamento (ruotando avanti e indietro nelle direzioni est-ovest e nord-sud 24 ore su 24), il che ha effetti negativi sulla produzione complessiva di energia.
Il 5,10% dei pannelli solari è installato su una staffa solare fissa regolabile (con un miglioramento della produzione di energia di circa il 5%) e su una staffa inclinata per inseguitori solari ad asse singolo (con un miglioramento della produzione di energia di circa il 20%), il che riduce l'effetto di miglioramento della produzione di energia degli inseguitori solari a doppio asse.
6. Ci sono officine a ovest della centrale elettrica che proiettano più ombra, e una piccola quantità di ombra a sud della pietra paesaggistica di Taishan (dopo aver installato il nostro ottimizzatore di potenza sui pannelli solari che sono facilmente ombreggiabili nell'ottobre 2021, ciò ha contribuito significativamente a ridurre l'impatto dell'ombra sulla produzione di energia), come mostrato nella figura seguente:
La sovrapposizione dei suddetti fattori di interferenza avrà un impatto più evidente sulla produzione annua di energia dell'impianto fotovoltaico a doppio asse. Considerando che la città di Weifang, nella provincia di Shandong, appartiene alla terza classe di risorse di illuminazione (in Cina, le risorse solari sono suddivise in tre livelli e la terza classe appartiene al livello più basso), si può dedurre che la produzione di energia misurata dell'impianto fotovoltaico a doppio asse può essere aumentata di oltre il 35% in assenza di fattori di interferenza. Ciò supera nettamente il guadagno di produzione di energia calcolato da PVsyst (solo circa il 25%) e da altri software di simulazione.
Ricavi derivanti dalla produzione di energia elettrica nel 2021:
Circa l'82,5% dell'energia prodotta da questa centrale elettrica viene utilizzata per la produzione e il funzionamento della fabbrica, mentre il restante 17,5% viene immesso nella rete elettrica statale. Considerando il costo medio dell'elettricità di 0,113 $/kWh e il sussidio per l'elettricità immessa in rete di 0,062 $/kWh, il ricavo derivante dalla produzione di energia nel 2021 è stato di circa 29.500 $. Tenendo conto del costo di costruzione di circa 0,565 $/kWh al momento della realizzazione, bastano solo 3 anni per ammortizzare l'investimento, con un notevole risparmio!
Analisi di un impianto di energia elettrica con sistema di inseguimento solare a doppio asse che supera le aspettative teoriche:
Nell'applicazione pratica del sistema di inseguimento solare a doppio asse, esistono molti fattori favorevoli che non possono essere considerati nella simulazione software, come ad esempio:
La centrale elettrica con sistema di inseguimento solare a doppio asse è spesso in movimento e l'angolo di inclinazione è maggiore, il che non favorisce l'accumulo di polvere.
Quando piove, il sistema di inseguimento solare a doppio asse può essere regolato con un'inclinazione che favorisce il lavaggio dei pannelli solari da parte della pioggia.
Quando nevica, l'impianto fotovoltaico con sistema di inseguimento a doppio asse può essere impostato con un angolo di inclinazione maggiore, facilitando lo scivolamento della neve. In particolare, nelle giornate di sole dopo un'ondata di freddo e forti nevicate, ciò è molto vantaggioso per la produzione di energia. Con alcuni supporti fissi, se non c'è nessuno a sgomberare la neve, i pannelli solari potrebbero non essere in grado di generare elettricità normalmente per diverse ore o addirittura diversi giorni a causa della neve che li ricopre, con conseguenti ingenti perdite di produzione energetica.
Le staffe di inseguimento solare, in particolare quelle a doppio asse, presentano un corpo più alto, una base più aperta e luminosa e una migliore ventilazione, elementi che contribuiscono a massimizzare l'efficienza di generazione di energia dei pannelli solari bifacciali.
Di seguito viene presentata un'interessante analisi dei dati relativi alla produzione di energia elettrica in determinati periodi:
Dall'istogramma emerge chiaramente che maggio è senza dubbio il mese di picco per la produzione di energia elettrica durante tutto l'anno. A maggio, il tempo di irraggiamento solare è lungo, ci sono più giornate di sole e la temperatura media è inferiore rispetto a giugno e luglio, fattori chiave per ottenere una buona efficienza nella produzione di energia. Inoltre, sebbene il tempo di irraggiamento solare a maggio non sia il più lungo dell'anno, si tratta comunque di uno dei mesi con il più alto livello di irraggiamento solare. Pertanto, è logico che a maggio si registri un'elevata produzione di energia elettrica.
Il 28 maggio ha anche registrato la più alta produzione di energia in un solo giorno del 2021, con una produzione di energia completa superiore a 9,5 ore.
Ottobre è stato il mese con la minore produzione di energia elettrica nel 2021, pari solo al 62% della produzione di maggio, a causa delle rare piogge registrate in ottobre 2021.
Inoltre, il picco massimo di produzione di energia in un singolo giorno si è verificato il 30 dicembre 2020, prima dell'inizio del 2021. In quel giorno, la produzione di energia dei pannelli solari ha superato la potenza nominale STC per quasi tre ore, raggiungendo un picco del 108% della potenza nominale. La ragione principale è da ricercarsi nel fatto che, dopo l'ondata di freddo, il tempo era soleggiato, l'aria pulita e la temperatura bassa. La temperatura massima registrata quel giorno era di soli -10°C.
La figura seguente mostra la tipica curva di produzione di energia elettrica giornaliera di un sistema di inseguimento solare a doppio asse. Rispetto alla curva di produzione di energia elettrica di un sistema a tariffa fissa, la sua curva è più regolare e la sua efficienza di produzione di energia elettrica a mezzogiorno non è molto diversa da quella del sistema a tariffa fissa. Il miglioramento principale si riscontra nella produzione di energia elettrica prima delle 11:00 e dopo le 13:00. Considerando i prezzi dell'energia elettrica di picco e di valle, il periodo in cui la produzione di energia elettrica del sistema di inseguimento solare a doppio asse è ottimale coincide per lo più con il periodo di picco dei prezzi dell'energia elettrica, pertanto il suo guadagno in termini di entrate derivanti dalla tariffa elettrica è maggiore rispetto al sistema a tariffa fissa.
Data di pubblicazione: 24 marzo 2022