مع تطور التكنولوجيا وخفض التكلفة، تم استخدام نظام التتبع الشمسي على نطاق واسع في العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية، ويعتبر متتبع الطاقة الشمسية ثنائي المحور الأوتوماتيكي بالكامل هو الأكثر وضوحًا في جميع أنواع أقواس التتبع لتحسين توليد الطاقة، ولكن هناك هو عدم وجود بيانات فعلية كافية وعلمية في الصناعة لتأثير تحسين توليد الطاقة المحدد لنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور. فيما يلي تحليل بسيط لتأثير تحسين توليد الطاقة لنظام التتبع ثنائي المحور استنادًا إلى بيانات توليد الطاقة الفعلية في عام 2021 لمحطة الطاقة الشمسية التي تتبع المحور المزدوج المثبتة في مدينة ويفانغ، مقاطعة شاندونغ، الصين.
(لا يوجد ظل ثابت أسفل جهاز تعقب الطاقة الشمسية ثنائي المحور، فالنباتات الأرضية تنمو بشكل جيد)
مقدمة موجزة عنالشمسيةمحطة توليد الكهرباء
موقع التثبيت:شاندونغ Zhaori تكنولوجيا الطاقة الجديدة. المحدودة
خطوط الطول ودوائر العرض:118.98 درجة شرقًا، 36.73 درجة شمالًا
وقت التثبيت:نوفمبر 2020
نطاق المشروع: 158 كيلوواط
الشمسيةلوحات:400 قطعة من ألواح جينكو الشمسية ثنائية الجانب 395 وات (2031*1008*40 ملم)
العاكسون:3 مجموعات من محولات Solis بقدرة 36 كيلو وات ومجموعة واحدة من محولات Solis بقدرة 50 كيلو وات
عدد أنظمة التتبع الشمسي المثبتة:
36 مجموعة من نظام التتبع الشمسي ثنائي المحور ZRD-10، كل منها مثبت بـ 10 قطع من الألواح الشمسية، وهو ما يمثل 90% من إجمالي القدرة المركبة.
مجموعة واحدة من متتبع الطاقة الشمسية أحادي المحور المائل ZRT-14 بميل 15 درجة، مع تركيب 14 قطعة من الألواح الشمسية.
مجموعة واحدة من دعامة الطاقة الشمسية الثابتة القابلة للتعديل ZRA-26، مع تركيب 26 لوحًا شمسيًا.
الظروف الأرضية:الأراضي العشبية (كسب الجانب الخلفي هو 5٪)
أوقات تنظيف الألواح الشمسية في2021:.ثلاث مرات
Sنظاممسافة:
9.5 متر في الشرق والغرب / 10 متر في الشمال والجنوب (المسافة من المركز إلى المركز)
كما هو موضح في الرسم التخطيطي التالي
نظرة عامة على توليد الطاقة:
فيما يلي بيانات توليد الطاقة الفعلية لمحطة الطاقة في عام 2021 والتي حصلت عليها Solis Cloud. ويبلغ إجمالي توليد الطاقة لمحطة توليد الكهرباء بقدرة 158 كيلووات في عام 2021 285,396 كيلووات في الساعة، وتبلغ ساعات توليد الطاقة الكاملة السنوية 1,806.3 ساعة، أي 1,806,304 كيلووات في الساعة عند تحويلها إلى 1 ميجاوات. يبلغ متوسط ساعات الاستخدام الفعال السنوي في مدينة ويفانغ حوالي 1300 ساعة، وفقًا لحساب الكسب الخلفي بنسبة 5٪ للألواح الشمسية ثنائية الوجه على العشب، يجب أن يكون توليد الطاقة السنوي لمحطة الطاقة الكهروضوئية بقدرة 1 ميجاوات المثبتة بزاوية ميل ثابتة مثالية في ويفانغ يكون حوالي 1,365,000 كيلووات في الساعة، وبالتالي فإن كسب توليد الطاقة السنوي لمحطة توليد الطاقة الشمسية هذه مقارنة بمحطة توليد الطاقة بزاوية ميل مثالية ثابتة يُحسب بـ 1,806,304/1,365,000 = 32.3%، وهو ما يتجاوز توقعاتنا السابقة بنسبة 30% من مكاسب توليد الطاقة المزدوجة محور نظام تتبع الطاقة الشمسية محطة توليد الكهرباء.
عوامل التداخل لتوليد الطاقة لهذه المحطة ثنائية المحور في عام 2021:
1. هناك أوقات تنظيف أقل في الألواح الشمسية
2.2021 هو عام أكثر هطول الأمطار
3. بتأثر منطقة الموقع، تكون المسافة بين الأنظمة في اتجاه الشمال والجنوب صغيرة
4. يخضع نظام التتبع الشمسي ثنائي المحور دائمًا لاختبارات التقادم (يدور ذهابًا وإيابًا في اتجاهات الشرق والغرب والشمال والجنوب 24 ساعة يوميًا)، مما له آثار سلبية على توليد الطاقة بشكل عام
تم تركيب 5.10% من الألواح الشمسية على دعامة شمسية ثابتة قابلة للتعديل (حوالي 5% تحسين في توليد الطاقة) وقوس متعقب شمسي أحادي المحور مائل (حوالي 20% تحسين في توليد الطاقة)، مما يقلل من تأثير تحسين توليد الطاقة لأجهزة تعقب الطاقة الشمسية ذات المحور المزدوج.
6. توجد ورش عمل في غرب محطة الطاقة توفر المزيد من الظل، وكمية صغيرة من الظل في جنوب حجر المناظر الطبيعية في تايشان (بعد تثبيت مُحسِّن الطاقة الخاص بنا على الألواح الشمسية التي يسهل تظليلها في أكتوبر 2021، أصبح ذلك ملحوظًا بشكل كبير يساعد في تقليل تأثير الظل على توليد الطاقة)، كما هو موضح في الشكل التالي:
سيكون لتراكب عوامل التداخل المذكورة أعلاه تأثير أكثر وضوحًا على توليد الطاقة السنوي لمحطة توليد الطاقة بنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور. بالنظر إلى أن مدينة ويفانغ بمقاطعة شاندونغ تنتمي إلى الطبقة الثالثة من موارد الإضاءة (في الصين، تنقسم موارد الطاقة الشمسية إلى ثلاثة مستويات، والطبقة الثالثة تنتمي إلى المستوى الأدنى)، يمكن استنتاج أن توليد الطاقة المقاسة للثنائي يمكن زيادة نظام التتبع الشمسي المحوري بنسبة تزيد عن 35% بدون عوامل تداخل. من الواضح أنه يتجاوز كسب توليد الطاقة المحسوب بواسطة PVsyst (حوالي 25٪ فقط) وبرامج المحاكاة الأخرى.
إيرادات توليد الطاقة عام 2021:
يتم استخدام حوالي 82.5% من الطاقة المولدة من محطة توليد الكهرباء هذه لإنتاج وتشغيل المصنع، ويتم توفير نسبة 17.5% المتبقية لشبكة الدولة. وفقًا لمتوسط تكلفة الكهرباء لهذه الشركة البالغة 0.113 دولار/كيلووات ساعة ودعم أسعار الكهرباء على الشبكة البالغ 0.062 دولار/كيلووات ساعة، فإن دخل توليد الطاقة في عام 2021 يبلغ حوالي 29,500 دولار. وفقًا لتكلفة البناء التي تبلغ حوالي 0.565 دولارًا أمريكيًا للواط في وقت البناء، يستغرق استرداد التكلفة حوالي 3 سنوات فقط، والفوائد كبيرة!
تحليل محطة توليد الكهرباء بنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور تتجاوز التوقعات النظرية:
في التطبيق العملي لنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور، هناك العديد من العوامل المفضلة التي لا يمكن أخذها في الاعتبار في المحاكاة البرمجية، مثل:
غالبًا ما تكون محطة توليد الطاقة بنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور في حالة حركة، وتكون زاوية الميل أكبر، مما لا يؤدي إلى تراكم الغبار.
عندما تمطر، يمكن تعديل نظام التتبع الشمسي ثنائي المحور إلى زاوية مائلة تكون موصلة للألواح الشمسية التي تغسل المطر.
عندما تتساقط الثلوج، يمكن ضبط محطة توليد الطاقة بنظام التتبع الشمسي ثنائي المحور بزاوية ميل أكبر، والتي تكون موصلة لانزلاق الثلج. خاصة في الأيام المشمسة بعد موجة البرد والثلوج الكثيفة، فهي مناسبة جدًا لتوليد الطاقة. بالنسبة لبعض الأقواس الثابتة، إذا لم يكن هناك رجل لتنظيف الثلج، فإن الألواح الشمسية قد لا تتمكن من توليد الكهرباء بشكل طبيعي لعدة ساعات أو حتى عدة أيام بسبب الثلوج التي تغطي الألواح الشمسية، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة في توليد الطاقة.
قوس تتبع الطاقة الشمسية، وخاصة نظام تتبع الطاقة الشمسية ثنائي المحور، لديه جسم قوس أعلى، وقاع أكثر انفتاحًا وسطوعًا وتأثير تهوية أفضل، مما يفضي إلى إطلاق العنان لكفاءة توليد الطاقة للألواح الشمسية ثنائية الوجه.
فيما يلي تحليل مثير للاهتمام لبيانات توليد الطاقة في بعض الأوقات:
من الرسم البياني، يعد شهر مايو بلا شك شهر الذروة لتوليد الطاقة على مدار العام. في شهر مايو، يكون وقت التشعيع الشمسي طويلًا، وهناك أيام مشمسة أكثر، ومتوسط درجة الحرارة أقل من ذلك في يونيو ويوليو، وهو العامل الرئيسي لتحقيق كفاءة جيدة في توليد الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن وقت الإشعاع الشمسي في شهر مايو ليس أطول شهر في العام، إلا أن الإشعاع الشمسي يعد من أعلى أشهر العام. ولذلك، فمن المعقول أن يكون توليد الطاقة العالية في شهر مايو.
كما حققت في 28 مايو أعلى معدل توليد للطاقة في يوم واحد عام 2021، حيث تجاوز توليد الطاقة الكاملة 9.5 ساعة
ويعد شهر أكتوبر أقل شهر لتوليد الطاقة في عام 2021، حيث يبلغ 62% فقط من توليد الطاقة في شهر مايو، ويرتبط ذلك بالطقس الممطر النادر في أكتوبر عام 2021.
بالإضافة إلى ذلك، فإن أعلى نقطة توليد للطاقة في يوم واحد حدثت في 30 ديسمبر 2020 قبل عام 2021. وفي هذا اليوم، تجاوز توليد الطاقة في الألواح الشمسية الطاقة المقدرة لشركة الاتصالات السعودية لما يقرب من ثلاث ساعات، ويمكن أن تصل أعلى طاقة إلى 108٪. من القوة المقدرة. السبب الرئيسي هو أنه بعد موجة البرد يكون الطقس مشمسًا والهواء نظيفًا ودرجة الحرارة باردة. أعلى درجة حرارة هي -10 درجة مئوية فقط في ذلك اليوم.
الشكل التالي هو منحنى نموذجي لتوليد الطاقة ليوم واحد لنظام تتبع الطاقة الشمسية ثنائي المحور. بالمقارنة مع منحنى توليد الطاقة للقوس الثابت، فإن منحنى توليد الطاقة الخاص به أكثر سلاسة، وكفاءة توليد الطاقة عند الظهر لا تختلف كثيرًا عن تلك الخاصة بالقوس الثابت. التحسين الرئيسي هو توليد الطاقة قبل الساعة 11:00 صباحًا وبعد الساعة 13:00 ظهرًا. إذا تم أخذ أسعار الكهرباء في الذروة والوادي في الاعتبار، فإن الفترة الزمنية التي يكون فيها توليد الطاقة من نظام التتبع الشمسي ثنائي المحور جيدًا تتسق في الغالب مع الفترة الزمنية لذروة سعر الكهرباء، بحيث تكون مكاسبها في دخل سعر الكهرباء أكثر تقدمًا من الأقواس الثابتة.
وقت النشر: 24 مارس 2022