Mit der technologischen Entwicklung und Kostensenkung finden Solarnachführsysteme in verschiedenen Photovoltaikkraftwerken breite Anwendung. Der vollautomatische zweiachsige Solarnachführsystem ist die gängigste Methode zur Verbesserung der Stromerzeugung. Es fehlen jedoch ausreichende und wissenschaftlich fundierte Branchendaten zur konkreten Verbesserung der Stromerzeugung durch zweiachsige Solarnachführsysteme. Nachfolgend finden Sie eine einfache Analyse der Verbesserung der Stromerzeugung durch zweiachsige Nachführsysteme basierend auf den tatsächlichen Stromerzeugungsdaten eines zweiachsigen Solarkraftwerks in Weifang, Provinz Shandong, China, aus dem Jahr 2021.
(Kein fester Schatten unter dem zweiachsigen Solartracker, Bodenpflanzen wachsen gut)
Kurze Einführung vondie SolarKraftwerk
Installationsort:Shandong Zhaori Neue Energietechnologie Co., Ltd.
Längen- und Breitengrad:118,98°O, 36,73°N
Installationszeit:November 2020
Projektumfang: 158 kW
SolarPaneele:400 Stück Jinko 395W bifaziale Solarmodule (2031*1008*40mm)
Wechselrichter:3 Sätze Solis 36-kW-Wechselrichter und 1 Satz Solis 50-kW-Wechselrichter
Die Anzahl der installierten Solar-Tracking-Systeme:
36 Sätze des zweiachsigen Solar-Nachführsystems ZRD-10, jedes mit 10 Solarmodulen ausgestattet, was 90 % der gesamten installierten Kapazität entspricht.
1 Satz geneigter einachsiger Solartracker ZRT-14 mit 15 Grad Neigung, mit 14 installierten Solarmodulen.
1 Satz verstellbarer fester Solarhalterungen ZRA-26 mit 26 installierten Solarmodulen.
Bodenbeschaffenheit:Grasland (Gewinn auf der Rückseite beträgt 5 %)
Solarpanel-Reinigungszeiten in2021:dreimal
SSystemDistanz:
9,5 Meter in Ost-West-Richtung / 10 Meter in Nord-Süd-Richtung (Abstand von Mitte zu Mitte)
Wie in der folgenden Layoutzeichnung gezeigt
Übersicht der Stromerzeugung:
Nachfolgend sind die tatsächlichen Stromerzeugungsdaten des Kraftwerks aus dem Jahr 2021 aufgeführt, die von Solis Cloud abgerufen wurden. Die Gesamtstromerzeugung des 158-kW-Kraftwerks im Jahr 2021 beträgt 285.396 kWh, und die jährliche volle Stromerzeugungsdauer beträgt 1.806,3 Stunden, was umgerechnet 1.806.304 kWh entspricht. Die durchschnittliche effektive Nutzungsdauer in Weifang beträgt jährlich etwa 1.300 Stunden. Gemäß der Berechnung des 5 %igen Rückgewinnungsgewinns von bifazialen Solarmodulen auf Gras sollte die jährliche Stromerzeugung eines 1-MW-Photovoltaikkraftwerks mit festem optimalen Neigungswinkel in Weifang etwa 1.365.000 kWh betragen. Der jährliche Stromerzeugungsgewinn dieses nachgeführten Solarkraftwerks im Vergleich zu einem Kraftwerk mit festem optimalen Neigungswinkel errechnet sich also auf 1.806.304/1.365.000 = 32,3 %, was unsere vorherige Erwartung eines Stromerzeugungsgewinns von 30 % für ein Kraftwerk mit zweiachsigem nachgeführtem Solarsystem übertrifft.
Störfaktoren der Stromerzeugung dieses Zweiachsenkraftwerks im Jahr 2021:
1. Es gibt weniger Reinigungszeiten bei Solarmodulen
2.2021 ist ein Jahr mit mehr Niederschlag
3. Aufgrund der Standortfläche ist der Abstand zwischen den Systemen in Nord-Süd-Richtung gering
4. Drei zweiachsige Solar-Tracking-Systeme werden ständig Alterungstests unterzogen (sie drehen sich 24 Stunden am Tag in Ost-West- und Nord-Süd-Richtung hin und her), was sich negativ auf die gesamte Stromerzeugung auswirkt.
5,10 % der Solarmodule werden auf verstellbaren, festen Solarhalterungen (ca. 5 % Verbesserung der Stromerzeugung) und geneigten einachsigen Solartrackerhalterungen (ca. 20 % Verbesserung der Stromerzeugung) installiert, was den Verbesserungseffekt der Stromerzeugung durch zweiachsige Solartracker verringert.
6. Im Westen des Kraftwerks gibt es Werkstätten, die mehr Schatten werfen, und im Süden des Taishan-Landschaftssteins gibt es etwas Schatten (nachdem wir im Oktober 2021 unseren Leistungsoptimierer auf leicht beschatteten Solarmodulen installiert hatten, konnte die Auswirkung des Schattens auf die Stromerzeugung erheblich reduziert werden), wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die Überlagerung der oben genannten Störfaktoren wirkt sich deutlicher auf die jährliche Stromerzeugung des Kraftwerks mit zweiachsigem Solarnachführsystem aus. Da die Stadt Weifang in der Provinz Shandong zur dritten Klasse der Beleuchtungsressourcen gehört (in China werden Solarressourcen in drei Stufen eingeteilt, wobei die dritte Klasse der niedrigsten Stufe entspricht), lässt sich schlussfolgern, dass die gemessene Stromerzeugung des zweiachsigen Solarnachführsystems ohne Störfaktoren um mehr als 35 % gesteigert werden kann. Dies übersteigt deutlich die von PVsyst und anderer Simulationssoftware berechnete Stromerzeugungssteigerung (nur etwa 25 %).
Einnahmen aus der Stromerzeugung im Jahr 2021:
Etwa 82,5 % des von diesem Kraftwerk erzeugten Stroms werden für die Produktion und den Betrieb der Fabrik genutzt, die restlichen 17,5 % werden in das staatliche Stromnetz eingespeist. Basierend auf den durchschnittlichen Stromkosten des Unternehmens von 0,113 $/kWh und der Subventionierung des Netzstrompreises von 0,062 $/kWh betragen die Einnahmen aus der Stromerzeugung im Jahr 2021 rund 29.500 $. Bei Baukosten von etwa 0,565 $/W zum Zeitpunkt der Errichtung amortisiert sich die Anlage bereits nach etwa drei Jahren – die Vorteile sind beträchtlich!
Analyse eines Kraftwerks mit zweiachsigem Solar-Nachführsystem, das die theoretischen Erwartungen übertrifft:
Bei der praktischen Anwendung eines zweiachsigen Solar-Nachführsystems gibt es viele günstige Faktoren, die bei der Softwaresimulation nicht berücksichtigt werden können, wie zum Beispiel:
Das Kraftwerk mit zweiachsigem Solarnachführsystem ist häufig in Bewegung und der Neigungswinkel ist größer, was der Staubansammlung nicht förderlich ist.
Bei Regen kann das zweiachsige Solar-Nachführsystem in einen Neigungswinkel eingestellt werden, der dazu beiträgt, dass der Regen die Solarmodule wegspült.
Bei Schneefall kann das zweiachsige Solar-Nachführsystem in einem größeren Neigungswinkel eingestellt werden, was das Abrutschen des Schnees begünstigt. Besonders an sonnigen Tagen nach einer Kältewelle und starkem Schneefall ist dies für die Stromerzeugung sehr günstig. Bei einigen fest installierten Anlagen kann es vorkommen, dass die Solarmodule aufgrund der Schneebedeckung mehrere Stunden oder sogar Tage lang keinen normalen Strom erzeugen können, wenn kein Schneeräumpersonal zur Verfügung steht. Dies führt zu erheblichen Stromverlusten.
Solar-Nachführhalterungen, insbesondere zweiachsige Solar-Nachführsysteme, verfügen über einen höheren Halterungskörper, eine offenere und hellere Unterseite und einen besseren Belüftungseffekt, wodurch die Stromerzeugungseffizienz bifazialer Solarmodule voll ausgeschöpft werden kann.
Nachfolgend sehen Sie eine interessante Analyse der Stromerzeugungsdaten zu bestimmten Zeitpunkten:
Aus dem Histogramm geht hervor, dass der Mai zweifellos der Monat mit der höchsten Stromerzeugung im ganzen Jahr ist. Im Mai ist die Sonneneinstrahlung lang, es gibt mehr Sonnentage und die Durchschnittstemperatur ist niedriger als im Juni und Juli. Dies ist der Schlüsselfaktor für eine gute Stromerzeugungseffizienz. Obwohl die Sonneneinstrahlung im Mai nicht der längste Monat des Jahres ist, ist die Sonneneinstrahlung dennoch einer der höchsten. Daher ist eine hohe Stromerzeugung im Mai verständlich.
Am 28. Mai wurde zudem die höchste Stromerzeugung an einem Tag im Jahr 2021 erzielt, mit einer vollen Stromerzeugung von über 9,5 Stunden.
Der Oktober ist der Monat mit der niedrigsten Stromerzeugung im Jahr 2021, die nur 62 % der Stromerzeugung im Mai beträgt, was auf das seltene Regenwetter im Oktober 2021 zurückzuführen ist.
Der höchste Stromerzeugungspunkt an einem Tag wurde zudem am 30. Dezember 2020 vor 2021 erreicht. An diesem Tag übertraf die Stromerzeugung der Solarmodule fast drei Stunden lang die Nennleistung des Standard-Takts (STC) und erreichte 108 % der Nennleistung. Der Hauptgrund dafür ist, dass nach der Kältewelle das Wetter sonnig, die Luft sauber und die Temperaturen kühl sind. Die Höchsttemperatur an diesem Tag betrug lediglich -10 °C.
Die folgende Abbildung zeigt eine typische eintägige Stromerzeugungskurve eines zweiachsigen Solarnachführsystems. Im Vergleich zur Stromerzeugungskurve einer festen Halterung verläuft die Stromerzeugungskurve gleichmäßiger, und die Stromerzeugungseffizienz zur Mittagszeit unterscheidet sich kaum von der einer festen Halterung. Der größte Vorteil liegt in der Stromerzeugung vor 11:00 Uhr und nach 13:00 Uhr. Betrachtet man die Spitzen- und Talstrompreise, entspricht die Zeit, in der das zweiachsige Solarnachführsystem eine gute Stromerzeugung erzielt, weitgehend der Zeit der Spitzenstrompreise, sodass der Strompreisgewinn gegenüber der festen Halterung höher ausfällt.
Veröffentlichungszeit: 24. März 2022