Vivendo no hemisfério norte, sempre assumimos que as usinas solares deveriam ser orientadas para o sul, porque essa direção produz a geração máxima de eletricidade, portanto, supõe -se que forneça a mais alta receita. No entanto, considerando o contrato de compra de energia (PPA) com políticas de preços de tempo de uso, a correlação entre os períodos de pico/fora do pico e a quantidade de eletricidade gerada pelas estações solares nem sempre é consistente.
Como projetos de energia solar distribuídos e montados no solo adotam cada vez mais os modelos de comércio de eletricidade da PPA, a abordagem tradicional de projetar estações voltadas para o sul pode não produzir mais os maiores lucros. Ao alinhar os ângulos do painel solar de acordo com as políticas locais de precificação de eletricidade, podemos alterar a 'curva de pato' para maximizar a receita da estação!
Tradicional Solar Panel abordagem de design de inclinação
Nos projetos tradicionais do sistema solar, o ângulo de inclinação de solar panels é normalmente otimizado para a geração máxima de eletricidade voltada para o sul, alinhada com a latitude do local do projeto. Essa abordagem atinge a geração máxima de eletricidade e normalmente exibe duas características:
1. Em um dia, a geração de pico ocorre por volta do meio -dia.
O gráfico a seguir mostra a curva de saída típica de solar panels no ângulo de inclinação ideal para o sul, formando uma 'forma parabólica positiva '.
Imagem: curva típica de saída de energia solar
Ajustar o ' ângulo de azimute ' de solar panels produz mudanças significativas na saída em momentos diferentes:
Enfrentar o leste aumenta a geração da manhã.
Enfrentar o oeste aumenta a geração noturna.
Imagem: Curvas de simulação da saída do sistema de energia solar ao longo do dia para diferentes métodos de montagem
Tomando o exemplo de um sistema de rastreamento de eixo único horizontal, a geração de eletricidade da manhã e da noite é significativamente maior em comparação com as instalações fixas devido aos ângulos de orientação para o leste e oeste. No entanto, como o ângulo de inclinação é 0, a geração de eletricidade do meio -dia é menor que a das instalações fixas.
2. Ao longo do ano, a primavera e o outono produzem a geração mais alta.
O gráfico a seguir ilustra as variações de saída de um sistema de energia solar em um local específico na Mongólia Interior, China, com diferentes projetos de ângulo de inclinação para solar panels.
Imagem: Simulação de curvas de saída do sistema solar por 12 meses com diferentes ângulos de inclinação de design
Quando o ângulo de inclinação do sistema de energia solar é definido como 41 °, a geração máxima de eletricidade ocorre ao longo do ano, com pico de produção na primavera (março, abril, maio) e outono (setembro, outubro, novembro).
Ajustar o ' ângulo de inclinação ' do solar panels a 70 graus expande o ângulo, resultando em geração máxima de eletricidade durante o inverno (dezembro, janeiro, fevereiro). Por outro lado, definir o ângulo de inclinação para 0 graus maximiza a geração de eletricidade no verão (maio, junho, julho).
Impacto tradicional do design no preço da eletricidade
À medida que as taxas de penetração de energia solar aumentam globalmente, muitas áreas experimentam uma 'curva de pato' pronunciada nos preços de negociação de eletricidade devido à produção solar concentrada.
Por exemplo, a 'curva de pato' da Califórnia 'de 2015 a 2022 mostra preços decrescentes e períodos de alongamento de eletricidade de baixo preço à medida que a penetração solar aumenta.
O gráfico a seguir ilustra os preços de negociação à vista em Shandong, China, em 2022, mostrando uma ' forma parabólica invertida '.
Análise e recomendações
Através da análise anterior, observamos:
Os projetos tradicionais do sistema de energia solar concentram a produção solar por volta do meio -dia e durante a primavera e o outono. Consequentemente, em condições comerciais baseadas no mercado (PPA), à medida que a penetração solar aumenta, o fornecimento de eletricidade do meio-dia aumenta significativamente, levando a uma diminuição dos preços comerciais! Da mesma forma, a duração dos períodos fora do pico na primavera e no outono se estende.
Ao ajustar o 'ângulo de azimute ' e 'ângulo de inclinação ' de solar panels, podemos alterar efetivamente a curva de saída dos sistemas de energia solar. Portanto, a adoção de novas abordagens de design em futuros projetos solares pode mitigar significativamente o fenômeno cada vez mais proeminente da ' curva de pato ' no preço da eletricidade da grade.
As seguintes medidas podem ser implementadas:
1.A ajustando o 'ângulo de azimute ' de solar panels para uma certa orientação para o oeste:
Dado que os principais picos de demanda ocorrem à noite, recomenda -se uma orientação para o oeste. Embora a geração total de eletricidade possa diminuir em cerca de 20%, os preços de pico da eletricidade são 3-4 vezes maiores que os preços fora do pico! Assim, mesmo com a geração reduzida, a soma de ∑∑ (geração de preço *) ainda pode aumentar significativamente.
Tomando Shandong, China como exemplo, o impacto dos ângulos de azimute na geração de eletricidade é o seguinte:
2. Abaixando o 'ângulo de inclinação ' de solar panels para cerca de 15 ° para instalações fixas:
Para a maioria das regiões, os preços da eletricidade tendem a ser mais altos no verão devido a demandas de aquecimento. A redução do ângulo de inclinação aumenta significativamente a geração de eletricidade do verão enquanto reduz a geração de primavera e outono.
Embora a geração total de eletricidade diminua, uma vez que os preços do meio -dia da eletricidade são principalmente planos no verão, a soma de ∑ (geração de preços*) ainda pode aumentar significativamente.
Além disso, considerando fatores como limpeza e acumulação de poeira, um ângulo de inclinação de 15 ° é mais prático que 0 °.
3.Implementing 'Sistemas de rastreamento horizontal único ':
Sistemas de rastreamento de eixo único horizontal perfeitamente alinhados com as características acima mencionadas. Com um ângulo de inclinação de 0 °, eles aprimoram a geração de eletricidade do verão. Além disso, eles têm ângulos de azimute distintos de manhã e noite, aumentando a geração durante esses períodos. Assim, nos sistemas de preços de eletricidade existentes, a adoção de sistemas de rastreamento de eixo único horizontal aumenta significativamente a geração de eletricidade durante períodos de eletricidade de alto preço, aumentando assim a soma de ∑ (geração de preço*).
Além disso, comparado às instalações fixas, o custo dos sistemas de rastreamento de eixo único horizontal não aumenta significativamente. Eles não apenas aprimoram a geração total de eletricidade, mas também aumentam a geração durante períodos de eletricidade de alto preço!
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