Teknologi tegangan sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama dibagi menjadi beberapa tingkat tegangan yang berbeda, dan pemilihan tingkat tegangan ini biasanya tergantung pada skala sistem, lokasi geografis, dan persyaratan untuk akses jaringan.
Berikut adalah beberapa tingkat tegangan umum dan tren pengembangannya:
Tingkat tegangan umum
1. Koneksi jaringan tegangan rendah (220V/380V)
Cocok untuk sistem fotovoltaik terdistribusi kecil, seperti sistem fotovoltaik terpasang atap di gedung perumahan atau usaha kecil. Jenis sistem ini biasanya memiliki daya yang lebih rendah dan kapasitas terpasang umumnya tidak melebihi 400kW.
2. Sambungan jaringan tegangan menengah (10kV)
Ketika kapasitas terpasang pembangkit listrik fotovoltaik lebih besar dari 400kW, tegangan 10kV biasanya dipilih untuk dihubungkan ke jaringan. Sistem ini membutuhkan pemasangan transformator step-up agar sesuai dengan tegangan kisi.
3. Koneksi Grid Tegangan Tinggi (seperti 35kV, 110kV, dll.)
Stasiun daya fotovoltaik ground skala besar biasanya menggunakan level tegangan yang lebih tinggi untuk terhubung ke jaringan, yang mengurangi kehilangan transmisi dan cocok untuk transmisi jarak jauh.
4. Tingkatkan tegangan sisi DC menjadi 1500V:
Ini saat ini adalah salah satu tingkat tegangan yang lebih maju untuk sistem fotovoltaik. Dengan meningkatkan tegangan DC dari 1000V tradisional hingga 1500V, kerugian kabel dapat dikurangi, panjang string komponen dapat ditingkatkan, dan biaya sistem dapat diturunkan.
5. Tingkatkan tegangan AC menjadi 1000V:
Meningkatkan tegangan AC juga membantu mengurangi kehilangan transmisi, terutama dalam transmisi daya jarak jauh. Selain itu, ini juga memungkinkan penggunaan inverter dan transformator yang lebih sedikit, menyederhanakan desain sistem dan mengurangi biaya.
6. Teknologi Konverter Peningkatan Tinggi:
Konverter dorongan tinggi digunakan untuk meningkatkan output tegangan tanpa arus yang secara signifikan meningkatkan, yang sangat penting untuk mengoptimalkan efisiensi sistem pembangkitan terdistribusi. Misalnya, struktur boost sirkuit kopling telah menambahkan unit penyesuaian gain baru, yang memungkinkan sistem fotovoltaik untuk secara stabil menghasilkan tegangan DC yang lebih tinggi.
7. Desain Inverter Multi Level:
Desain inverter multi-tahap mengadopsi beberapa tahap konversi daya untuk mencapai gain tegangan yang lebih tinggi sambil mengurangi tekanan pada komponen individu. Misalnya, konverter penurunan tiga tingkat tidak hanya meningkatkan gain tegangan, tetapi juga mengurangi konduksi, beralih kerugian, dan membalikkan kerugian pemulihan.
Tren pembangunan
Tren pengembangan teknologi tegangan dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama tercermin dalam aspek -aspek berikut:
Tegangan sistem terus meningkat
Tegangan samping DC dari sistem pembangkit listrik fotovoltaik telah secara bertahap meningkat dari awal 600V menjadi 1000V, dan sekarang menjadi 1500V, dan akan semakin berkembang menuju tegangan yang lebih tinggi di masa depan. Sebagai contoh, Huawei memperkirakan bahwa pada tahun 2030, tegangan sisi DC dari sistem fotovoltaik akan melebihi 1500V, dan bahkan mencapai 2000V. Tujuan utama dari tren ini adalah untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik dan mengurangi biaya sistem per kilowatt jam (LCOE) dengan mengurangi kerugian saluran, jumlah peralatan, dan biaya material.
Koeksistensi tegangan tinggi dan keandalan tinggi
Dengan meningkatnya tegangan, sistem ini memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk keandalan. Sebagai contoh, meskipun sistem 1500V memiliki keunggulan yang signifikan dalam mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi, ini juga membawa masalah seperti bahaya kejut listrik, bahaya kebakaran, dan risiko PID (potensial pembusukan). Oleh karena itu, pengembangan di masa depan membutuhkan penguatan keamanan dan stabilitas sistem sambil mempromosikan tegangan tinggi misalnya, mengadopsi arsitektur tegangan tinggi bipolar dan kemampuan perlindungan keselamatan tingkat sistem.
Inovasi teknologi mendorong peningkatan tegangan
Kemajuan teknologi adalah kekuatan pendorong penting untuk peningkatan tegangan.
Misalnya, penerapan bahan semikonduktor generasi ketiga seperti silikon karbida dan gallium nitrida, serta pengembangan teknologi disipasi panas chip dan topologi arsitektur, sehingga secara signifikan meningkatkan kepadatan daya dan efisiensi inverter, sehingga mendukung realisasi tegangan yang lebih tinggi. Selain itu, penerapan desain modular dan teknologi digital juga memberikan jaminan untuk operasi stabil sistem tegangan tinggi.
Integrasi dan penerapan sistem penyimpanan energi
Dengan pengembangan teknologi penyimpanan energi, integrasi sistem fotovoltaik dan peralatan penyimpanan energi telah menjadi tren.
Misalnya, konfigurasi tegangan DC 1500V telah secara bertahap menjadi pilihan utama untuk sistem penyimpanan energi, yang tidak hanya mengurangi biaya sistem tetapi juga meningkatkan kepadatan daya volumetrik dan efisiensi operasional peralatan. Di masa depan, dengan kematangan lebih lanjut dari teknologi penyimpanan energi, tegangan sistem fotovoltaik dapat meningkat lebih lanjut menjadi 2000V.
Desain yang cerdas dan hemat energi
Kecerdasan adalah arah pengembangan yang penting untuk sistem fotovoltaik di masa depan. Dengan mengintegrasikan komponen cerdas seperti sensor dan pengontrol, sistem fotovoltaik dapat memantau status operasi secara real time, mendiagnosis kesalahan, dan secara otomatis menyesuaikan parameter operasi, sehingga meningkatkan keandalan dan efisiensi operasional sistem. Pada saat yang sama, konsep desain efisiensi tinggi dan konservasi energi juga akan diintegrasikan ke dalam penelitian dan pengembangan peralatan utama seperti transformator dan inverter.
Keseimbangan antara keselamatan dan ekonomi
Meskipun sistem tegangan tinggi memiliki keunggulan yang signifikan dalam mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi, masalah keamanan mereka masih perlu ditangani. Misalnya, sistem tegangan tinggi meningkatkan risiko PID dan masalah ketidakcocokan seri yang memperburuk. Oleh karena itu, pengembangan teknologi di masa depan membutuhkan penguatan langkah -langkah perlindungan keselamatan sistem dan meningkatkan standar teknis sambil meningkatkan tegangan.
