تنقسم تقنية الجهد لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي إلى عدة مستويات مختلفة من الجهد ، ويعتمد اختيار مستويات الجهد هذه عادة على مقياس النظام والموقع الجغرافي ومتطلبات الوصول إلى الشبكة.
فيما يلي العديد من مستويات الجهد الشائع واتجاهات تطويرها:
مستويات الجهد الشائع
1. اتصال شبكة الجهد المنخفض (220 فولت/380 فولت)
مناسبة للأنظمة الضوئية الضوئية الموزعة الصغيرة ، مثل الأنظمة الضوئية المثبتة على السطح في المباني السكنية أو الشركات الصغيرة. عادةً ما يكون لهذا النوع من النظام طاقة أقل وسعة مثبتة لا تتجاوز عمومًا 400 كيلو وات.
2. اتصال شبكة الجهد المتوسطة (10 كيلو فولت)
عندما تكون السعة المثبتة لتوليد الطاقة الكهروضوئية أكبر من 400 كيلو واط ، عادة ما يتم اختيار جهد 10 كيلو فولت ليكون متصلاً بالشبكة. يتطلب هذا النظام تثبيت محول التدريج لمطابقة الجهد الشبكة.
3. اتصال شبكة الجهد العالي (مثل 35kV ، 110kV ، وما إلى ذلك)
عادةً ما تستخدم محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية على نطاق واسع مستويات أعلى من الجهد للاتصال بالشبكة ، مما يقلل من خسائر الإرسال وهو مناسب للإرسال لمسافات طويلة.
4. زيادة الجهد الجانبي DC إلى 1500 فولت:
هذا حاليًا أحد مستويات الجهد الأكثر تقدماً للأنظمة الكهروضوئية. من خلال زيادة جهد التيار المستمر من 1000V التقليدية إلى 1500 فولت ، يمكن تقليل خسائر الكابلات ، ويمكن زيادة طول السلسلة المكون ، ويمكن تخفيض تكاليف النظام.
5. زيادة جهد التيار المتردد إلى 1000V:
يساعد زيادة جهد التيار المتردد أيضًا على تقليل خسائر الإرسال ، خاصة في انتقال الطاقة لمسافات طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسمح أيضًا باستخدام عدد أقل من المحولات والمحولات ، وتبسيط تصميم النظام وتقليل التكاليف.
6. تقنية محول الدعم العالي:
يتم استخدام محولات Boost عالية لزيادة ناتج الجهد دون زيادة كبيرة في التيار ، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين كفاءة أنظمة التوليد الموزعة. على سبيل المثال ، أضافت هيكل دفعة دائرة الاقتران وحدة تعديل مكاسب جديدة ، والتي تمكن نظام الكهروضوئي من جهد العاصمة العالي بشكل ثابت.
7. تصميم العاكس متعدد المستوى:
يتبنى تصميم العاكس متعدد المراحل مراحل تحويل متعددة لتحويل الطاقة لتحقيق مكاسب أعلى من الجهد مع تقليل الضغط على المكونات الفردية. على سبيل المثال ، لا يزيد محول Boost المكون من ثلاثة مستويات من زيادة الجهد فحسب ، بل يقلل أيضًا من التوصيل ، وتبديل الخسائر ، وخسائر الانتعاش العكسي.
اتجاه التنمية
ينعكس اتجاه تطوير تكنولوجيا الجهد في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي في الجوانب التالية:
يستمر جهد النظام في الزيادة
زاد الجهد الجانبي للأنظمة الكهروضوئية لتوليد الطاقة الكهروضوئية تدريجياً من أوائل 600 فولت إلى 1000 فولت ، والآن إلى 1500 فولت ، وسوف يتطور نحو الفولتية العليا في المستقبل. على سبيل المثال ، يتوقع Huawei أنه بحلول عام 2030 ، سيتجاوز الجهد الجانبي للأنظمة الكهروضوئية 1500 فولت ، وحتى يصل إلى 2000 فولت. الغرض الرئيسي من هذا الاتجاه هو تحسين كفاءة توليد الطاقة وتقليل تكلفة النظام لكل كيلووات في الساعة (LCOE) عن طريق تقليل الخسائر في الخط ، وكمية المعدات ، وتكاليف المواد.
تعايش الجهد العالي والموثوقية العالية
مع زيادة الجهد ، يكون للنظام متطلبات أعلى للموثوقية. على سبيل المثال ، على الرغم من أن نظام 1500V له مزايا كبيرة في تقليل التكاليف وتحسين الكفاءة ، إلا أنه يجلب أيضًا مشاكل مثل مخاطر الصدمات الكهربائية ، ومخاطر الحرائق ، ومخاطر PID (الانحلال المحتمل المحتمل). لذلك ، يتطلب التطوير المستقبلي تعزيز سلامة واستقرار النظام مع تعزيز الجهد العالي على سبيل المثال ، واعتماد بنية الجهد العالي ثنائي القطب وقدرات حماية السلامة على مستوى النظام.
يدفع الابتكار التكنولوجي زيادة الجهد
التقدم التكنولوجي هو قوة دافعة مهمة لزيادة الجهد.
على سبيل المثال ، فإن تطبيق مواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث مثل كربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم ، وكذلك تطوير تبديد حرارة الرقائق وتكنولوجيا بنية الطوبولوجيا ، قد حسّن بشكل كبير من كثافة الطاقة وكفاءة المحولات ، مما يدعم تحقيق الفولتية العالية. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر تطبيق التصميم المعياري والتكنولوجيا الرقمية ضمانات لتشغيل مستقرة لأنظمة الجهد العالي.
تكامل وتطبيق أنظمة تخزين الطاقة
مع تطوير تكنولوجيا تخزين الطاقة ، أصبح دمج الأنظمة الكهروضوئية ومعدات تخزين الطاقة اتجاهًا.
على سبيل المثال ، أصبح تكوين جهد DC 1500V تدريجياً الخيار الرئيسي لأنظمة تخزين الطاقة ، مما لا يقلل من تكاليف النظام فحسب ، بل يحسن أيضًا كثافة الطاقة الحجمية والكفاءة التشغيلية للمعدات. في المستقبل ، مع زيادة النضج لتكنولوجيا تخزين الطاقة ، قد يتم زيادة جهد أنظمة الكهروضوئية إلى 2000 فولت.
تصميم ذكي وفعال الطاقة
الذكاء هو اتجاه تنمية مهم للأنظمة الكهروضوئية المستقبلية. من خلال دمج المكونات الذكية مثل أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم ، يمكن للأنظمة الكهروضوئية مراقبة حالة التشغيل في الوقت الفعلي ، وتشخيص الأعطال ، وضبط معلمات التشغيل تلقائيًا ، وبالتالي تحسين موثوقية النظام والكفاءة التشغيلية. في الوقت نفسه ، سيتم أيضًا دمج مفهوم التصميم للكفاءة العالية والحفاظ على الطاقة في البحث وتطوير المعدات الرئيسية مثل المحولات والمزولات.
التوازن بين السلامة والاقتصاد
على الرغم من أن أنظمة الجهد العالي لها مزايا كبيرة في تقليل التكاليف وتحسين الكفاءة ، إلا أن مشكلات السلامة الخاصة بهم لا تزال بحاجة إلى معالجة. على سبيل المثال ، تزيد أنظمة الجهد العالي من مخاطر PID وتزيد من مشاكل عدم التوافق في سلسلة. لذلك ، يتطلب التطور التكنولوجي المستقبلي تقوية تدابير حماية سلامة النظام وتحسين المعايير التقنية مع زيادة الجهد.
