Tỷ lệ DC/AC: Giải thích ý nghĩa và phạm vi tối ưu cho hệ thống năng lượng mặt trời

Tỷ lệ DC/AC là gì?

Tỷ lệ DC/AC, còn được gọi là tỷ lệ DC so với AC, đề cập đến tỷ lệ giữa công suất định mức dòng điện một chiều (DC) của một mảng quang điện (PV) và công suất định mức dòng điện xoay chiều (AC) của một bộ biến tần.

Công thức:

Tỷ lệ DC/AC = Công suất DC của mảng PV (kW) / Công suất AC của bộ biến tần (kW)

Ví dụ:

Nếu một mảng pin mặt trời có công suất DC định mức là 12kW và bộ biến tần có công suất AC định mức là 10kW, tỷ lệ DC/AC sẽ là 1.2.

Tỷ lệ DC/AC lý tưởng là bao nhiêu?

Trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ DC/AC lý tưởng thường dao động trong khoảng từ 1,2 đến 1,4. Tuy nhiên, giá trị tối ưu có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện khí hậu địa phương, chi phí thiết bị và mục tiêu cụ thể của dự án.

Rủi ro của tỷ lệ DC/AC cao (>1.5)

Vấn đề thường gặp:

• Mất mát do cắt xénKhi ánh sáng mặt trời dồi dào, bộ biến tần bị quá tải và không thể chuyển đổi toàn bộ điện năng DC có sẵn thành điện năng AC, dẫn đến mất mát năng lượng.
• Áp lực thiết bịVận hành liên tục ở tải cao có thể làm giảm tuổi thọ của bộ biến tần.
• Lợi nhuận trên vốn đầu tư (ROI) giảm: Công suất dư thừa của các tấm pin mặt trời không được tận dụng hết, làm giảm hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Ví dụ:

Nếu hệ thống có tỷ lệ DC/AC là 1.8 (18kW DC tương ứng với 10kW AC của bộ biến tần), trong giờ cao điểm ánh sáng mặt trời, bộ biến tần chỉ có thể đầu ra 10kW, và phần dư 8kW sẽ bị “cắt bớt”.”

Rủi ro của tỷ lệ DC/AC thấp (<1.0)

Vấn đề thường gặp:

• Sự sử dụng không hiệu quả của bộ biến tầnCông suất điều hòa không được sử dụng hết, dẫn đến lãng phí đầu tư.
• Giảm sản lượng năng lượngTrong thời gian nắng gắt, công suất đầu ra của hệ thống bị giới hạn.
• Chi phí hệ thống cao hơnBiến tần có công suất lớn dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu và chi phí lắp đặt cao hơn.

Ví dụ:

Nếu một hệ thống có tỷ lệ DC/AC là 0.8 (8kW DC tương ứng với 10kW AC của bộ biến tần), bộ biến tần thường sẽ hoạt động dưới công suất tối đa, để lại 2kW không được sử dụng.

Các yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi thiết kế tỷ lệ DC/AC

• 1. Độ dung sai cắtMột lượng nhỏ cắt giảm (ví dụ: dưới 5% giờ làm việc hàng năm) thường được chấp nhận để đạt được sản lượng năng lượng tổng thể cao hơn.
• 2. Ảnh hưởng của nhiệt độTrong các khu vực có nhiệt độ cao, hiệu suất của mô-đun quang điện (PV) giảm, do đó tỷ lệ DC/AC cao hơn có thể giúp bù đắp cho các tổn thất.
• 3. Công nghệ biến tầnMột số bộ biến tần cho phép quá tải tạm thời (ví dụ: lên đến 110% công suất định mức), mang lại thiết kế hệ thống linh hoạt hơn.

Trường hợp tối ưu hóa trong thực tế

Tại California, nơi cường độ bức xạ mặt trời mạnh và nhiệt độ ôn hòa, một nhà máy điện mặt trời đã được thiết kế với tỷ lệ DC/AC là 1.3. Cấu hình này đã đạt được mức tăng sản lượng năng lượng hàng năm là 12%, với chỉ 2% tổn thất do cắt giảm, mang lại lợi nhuận kinh tế tổng thể tốt nhất.

Kết luận

Thiết kế tỷ lệ DC/AC phù hợp là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất, tuổi thọ và lợi nhuận của hệ thống năng lượng mặt trời. Hệ thống PV. Bằng cách cân nhắc kỹ lưỡng các điều kiện địa phương, đặc điểm của thiết bị và mục tiêu của dự án, các nhà phát triển năng lượng mặt trời có thể nâng cao đáng kể hiệu suất tổng thể và lợi nhuận tài chính của các hệ thống năng lượng mặt trời của họ.