3. Diseño de la parte de soporte del componente

(1) Selección de la base de soporte

La consideración principal es cumplir con los requisitos de cálculo de la capacidad de carga de la base, la resistencia al vuelco de la base, la resistencia a la extracción, la resistencia al deslizamiento, etc., y garantizar la estabilidad de la estructura superior.

En la actualidad, los cimientos independientes de hormigón armado, los cimientos de tiras de hormigón armado y los cimientos de pilotes de tubos de cemento pretensado se utilizan principalmente en China. Los cimientos de hormigón armado se utilizan principalmente en lugares con condiciones de sitio relativamente buenas, como "agricultura y energía solar complementarias", "ganadería y energía solar complementarias", etc. menos difícil, el posicionamiento del plano de la base y la elevación del piso superior de la base son fáciles de controlar, y la resistencia al deslizamiento y al vuelco son mejores, el efecto general es bueno y el sentido visual general de la central eléctrica es mejor después de la finalización de la central eléctrica. Precisión para una inclinación óptima.

La desventaja es que el período de construcción es largo, el daño al suelo es relativamente grande y la cantidad de excavación de movimiento de tierras, relleno, configuración de encofrado, barras de acero rodantes, etc. es grande; La cimentación de pilotes de tubería de cemento pretensado se utiliza principalmente en lugares con condiciones geológicas relativamente duras, como "complemento de pesca y luz", playas costeras, etc. La característica principal de la cimentación de pilotes de tubería de cemento pretensado es el producto terminado prefabricado, la velocidad de construcción es rápido, el daño al suelo es menor y el volumen de ingeniería es relativamente pequeño. Las desventajas son los altos requisitos técnicos y de experiencia para los operadores de pilotaje, la dificultad relativamente alta en la construcción, el control difícil del posicionamiento del plano de cimentación y la elevación del piso superior de la cimentación, y trabajo adicional de transporte secundario después del izaje y descarga, lo que aumenta la carga de trabajo y el ajuste de la instalación y construcción del soporte en la etapa posterior. Dificultad, en el estrato de grava, es difícil entrar en la pila, y es fácil descentrar o romper la pila, por lo que no debe usarse. Los dos esquemas tienen ventajas y desventajas obvias de intercambiabilidad, que deben evaluarse de manera integral en combinación con las condiciones geológicas locales y las características de ingeniería.

De acuerdo con las condiciones geológicas locales, se juzga el grado de corrosión del agua subterránea a la estructura de hormigón armado. Para áreas con corrosión débil, se aplicarán recubrimientos anticorrosivos a la superficie por debajo del nivel freático; para áreas con alta corrosión, se debe usar cemento Portland resistente a los sulfatos por debajo del nivel del agua subterránea, mezclado con aditivos resistentes a los sulfatos y se deben agregar barras de acero. Inhibidores de óxido, mezcla de aditivos minerales, recubrimientos anticorrosión en la superficie y otras medidas.

(2) Selección del sistema de apoyo

En la actualidad, las plantas de energía fotovoltaica doméstica adoptan principalmente sistemas de soporte como el tipo fijo de inclinación óptima, el tipo de seguimiento de un solo eje horizontal, el tipo de seguimiento oblicuo de un solo eje y el tipo de seguimiento de doble eje. El costo del soporte de montaje fijo es relativamente bajo, el proceso de fabricación es simple, el ciclo de producción es corto, la dificultad de instalación es pequeña y el sistema de soporte básicamente no requiere mantenimiento. Los sistemas de montaje fijo ocupan un espacio relativamente pequeño y esencialmente no requieren mantenimiento. El sistema de soporte fijo ocupa un área relativamente pequeña; El tipo de seguimiento automático tiene un alto costo y un alto proceso de fabricación, el motor de seguimiento se daña fácilmente y la operación es inestable, especialmente en lugares con mucha humedad, lo que requiere una gran cantidad de mantenimiento y reparación.

Para evitar la oclusión, la distancia entre los lados delantero, trasero, izquierdo y derecho de la matriz del sistema de soporte de seguimiento es relativamente grande, lo que aumenta el área ocupada en aproximadamente un 50 % y aumenta el costo de inversión, pero la generación de energía es mucho mayor. mejorado en comparación con el ángulo de inclinación óptimo tipo fijo. , El cálculo teórico es de aproximadamente 20%~30%. En la actualidad, el funcionamiento lógico del sistema de apoyo al rastreo que se ha puesto en funcionamiento en un determinado lugar es más sencillo y confiable, lo cual vale la pena aprender. Por lo tanto, debe analizarse exhaustivamente desde los aspectos de las condiciones del terreno, la ocupación del terreno, la confiabilidad de la operación, el precio del equipo, el costo de mantenimiento después de la finalización, la tasa de fallas y el beneficio de generación de energía. No se recomienda utilizar el sistema de seguimiento automático para lugares con alta humedad como "complementaria de pesca y luz" y playas costeras, porque la base de soporte del sistema de seguimiento automático es principalmente una base de tira de hormigón armado, que no es fácil de instalar en estanques de peces, estanques de lotos y playas. construcción, y la humedad es alta, el motor se daña fácilmente por la humedad y se quema, y ​​el mantenimiento es inconveniente.

4. Diseño e instalación de la caja combinadora

Para plantas de energía fotovoltaica conectadas a la red de tamaño grande y mediano, generalmente se seleccionan dos tipos de cajas combinadoras de acuerdo con la disposición del arreglo, es decir, 12 entradas y 1 salida y 16 entradas y 1 salida, o una combinación de dos especificaciones . Al diseñar, se debe preferir el que tenga más bucles. La caja combinadora debe tener la función de cortar la corriente de falla. El lado de entrada está protegido por un fusible de CC específico para fotovoltaicos, y el lado de salida generalmente está protegido por un interruptor de caja moldeada de bajo voltaje de CC. No se recomienda utilizar un fusible para el lado de salida. La caja combinadora debe estar equipada con protectores contra sobretensiones fotovoltaicos, y los polos positivo y negativo deben tener funciones de protección contra rayos. La caja combinadora debe estar equipada con un dispositivo de monitoreo con una interfaz de comunicación,

La caja combinadora debe ser conveniente para la instalación fija. Generalmente se instala en el soporte del sistema colgando. La altura de instalación de la parte inferior de la caja debe cumplir con los requisitos de varias condiciones restrictivas. Debe haber suficiente espacio de instalación entre la posición de instalación de las líneas de entrada y salida de la caja del combinador y la parte inferior de la caja para facilitar la construcción y garantizar la calidad de la instalación.

Para el circuito de entrada de cada ramal de la caja combinadora, se instalan diodos antirretroceso para mejorar el factor de seguridad operativo, pero se perderá una cierta cantidad de generación de energía. El diseño debe considerar exhaustivamente si se deben instalar diodos antirretroceso de acuerdo con el entorno de construcción y el método de la central eléctrica. Si la central eléctrica se construye en un lugar con alta humedad y fuerte corrosión o cuando el cable de CC está directamente enterrado, se recomienda instalarlo para garantizar un funcionamiento seguro; si la central eléctrica se construye en un buen entorno y el cable de CC se coloca a lo largo del puente, se recomienda no buscar una mayor generación de energía. Instalación; la instalación de diodos antirretroceso aumentará sus propios puntos de falla y no se recomienda instalarlos en lugares con temperatura ambiente alta.

La caja combinadora se instala en varias posiciones de la central eléctrica y el nivel de protección debe diseñarse de acuerdo con las condiciones climáticas locales. Por ejemplo, en lugares con mucha humedad (como la pesca y el complemento solar), el nivel a prueba de humedad debe aumentarse en consecuencia; en lugares con alta temperatura (como complementarios agrícolas y solares, en invernaderos agrícolas), se debe fortalecer la función de disipación de calor; en lugares con fuerte corrosión (como playas costeras)

se deben usar materiales de la carcasa como acero inoxidable o aleación.

5. Diseño, selección e instalación de inversores

El inversor es un dispositivo convertidor que convierte la energía de CC en energía de CA y es un componente importante en el sistema de la estación de energía fotovoltaica. Para proyectos de centrales eléctricas fotovoltaicas conectadas a la red de tamaño grande y mediano, generalmente se seleccionan inversores conectados a la red centralizados de gran capacidad. En general, cuanto mayor sea la capacidad de un solo inversor, menor será el precio de fabricación unitario y mayor será la eficiencia de conversión. Seleccionar un solo inversor con gran capacidad puede reducir la inversión en un área determinada y mejorar la confiabilidad del sistema. Cuanto mayor sea la eficiencia de conversión del inversor, mayor será la eficiencia del sistema de generación de energía fotovoltaica y menor será la pérdida de la generación de energía total del sistema. Por lo tanto, cuando la capacidad nominal es la misma,

El rango de entrada de CC del inversor debe ser amplio y debe tener cierta capacidad antiinterferencias, adaptabilidad ambiental y capacidad de sobrecarga instantánea cuando la radiación solar es baja por la mañana y por la noche. Por ejemplo, en el caso de un cierto grado de sobretensión, el sistema de generación de energía fotovoltaica debería poder operar normalmente; en caso de fallo, el inversor debe desconectarse automáticamente de la red principal. Después de que el sistema se altera, el inversor no puede conectarse a la red antes de que el voltaje y la frecuencia de la red vuelvan a la normalidad, y puede volver a conectarse automáticamente a la red después de un retraso después de que el voltaje y la frecuencia del sistema vuelvan a la normalidad. De acuerdo con los requisitos de la red eléctrica para el modo de operación de las plantas de energía fotovoltaica, el inversor debe tener funciones como sobretensión de CA, protección contra subtensión, sobrefrecuencia, protección contra baja frecuencia, protección contra la formación de islas, protección contra sobrecorriente de CA y CC, protección contra sobrecarga y protección contra altas temperaturas. El inversor debe tener múltiples interfaces de comunicación para recopilar datos y enviarlos a la sala de control.

Para reducir el uso de cables de CC y la pérdida de CC de los inversores centralizados conectados a la red, los inversores deben colocarse en el medio de cada subarreglo tanto como sea posible. Sin embargo, los subconjuntos de la estación de energía fotovoltaica "complementaria solar de pesca" están construidos en estanques de peces o estanques de lotos, y la instalación, operación y mantenimiento del inversor son extremadamente inconvenientes. Aun así, los dos lados de la carretera en la estación deben estar lo más cerca posible de cada subarreglo. Por lo tanto, la combinación orgánica de carreteras, inversores y cajas de conexiones debe considerarse antes del diseño general de la central eléctrica. Los inversores de centrales fotovoltaicas montados en el techo generalmente están diseñados para instalarse en el suelo o instalarse directamente en el espacio subterráneo del edificio.

Para la matriz fotovoltaica que utiliza el sistema de seguimiento automático, debido a la gran superficie y la larga distancia entre los sistemas de soporte, la cantidad de cables de CC y la pérdida de CC para instalar el inversor centralizado será relativamente grande, y el inversor de pequeña capacidad de tipo cadena se puede seleccionar Transformador.

Debe haber suficiente espacio de instalación entre la posición de instalación de la entrada y salida del inversor y la parte inferior de la caja. En la actualidad, la instalación de la entrada y salida del inversor en muchos países nacionales es bastante inconveniente, lo que genera una gran dificultad para la instalación y deja ciertos riesgos de seguridad y calidad. . En general, se estipula que debe haber un espacio de instalación de &250 mm entre la posición de instalación de las líneas entrantes y salientes y la parte inferior de la caja.

Seis, diseño y selección de transformadores elevadores.

Las centrales eléctricas fotovoltaicas conectadas a la red de tamaño grande y mediano básicamente eligen inversores centralizados de 2*500kW, y los transformadores diseñados a juego son transformadores de doble división de bajo voltaje de 1000kVA. Adopta principalmente subestaciones tipo caja con las características de tipo exterior, tamaño pequeño, instalación conveniente y menos mantenimiento. Actualmente, las subestaciones tipo caja comúnmente utilizadas incluyen subestaciones petroleras de estilo americano y subestaciones secas de estilo europeo. El transformador de aceite estadounidense tiene una estructura compacta, tamaño pequeño, costo relativamente bajo, gran capacidad de sobrecarga y fácil instalación. La principal desventaja es que el cuerpo del transformador y el interruptor de carga están encerrados en el buzón, lo cual es inconveniente de reemplazar cuando ocurre una falla, es fácil filtrar y filtrar aceite, y es necesario construir una piscina de aceite para accidentes.

Hay defectos comunes de calidad en el fusible y la estructura interna del tanque de combustible. Después de que se quema el fusible, no hay un dispositivo de puente trifásico, lo que resulta en una falta de operación de fase. El viaje de gas pesado del transformador de aceite solo puede disparar el lado de bajo voltaje del circuito, y la fuente de alimentación entrante de alto voltaje no se puede cortar; El transformador seco de estilo europeo tiene un espacio relativamente grande, una instalación y un mantenimiento más convenientes. La sala de transformadores y de alta y baja tensión están separadas de forma independiente, por lo que el factor de seguridad de funcionamiento es alto. El voltaje alto y bajo se puede configurar de acuerdo con diferentes tipos de gabinetes. Las principales desventajas son una gran área de piso, un costo relativamente alto, capacidad de sobrecarga general, soporte de aislamiento, y la posición del cambiador de tomas en un ambiente húmedo donde es probable que ocurran descargas disruptivas y corrientes de fuga. Si no se soluciona a tiempo, es posible que la falla se amplíe.

En general, se instala un dispositivo de protección integral del transformador dentro del transformador tipo caja, y debe haber múltiples interfaces de comunicación para la recopilación y el envío de datos a la sala de control.

7. Selección del interruptor de alto voltaje

En la actualidad, las plantas de energía fotovoltaica utilizan principalmente aparamenta central blindada de metal, los disyuntores están equipados con protección de relé y los equipos completos estándar tienen una tecnología madura. Las marcas y el costo se consideran principalmente para una selección integral. El dispositivo de protección integral debe tener múltiples interfaces de comunicación para recopilar datos y enviarlos a la sala de control.

La disposición del transformador elevador generalmente se instala cerca del inversor centralizado y se diseña sobre una plataforma básica.

Ocho, proyecto de puesta a tierra de protección contra rayos.

El acero plano galvanizado es el material de puesta a tierra preferido para las centrales eléctricas fotovoltaicas. La tasa de corrosión anual promedio del acero plano galvanizado en caliente es de 0,1 mm/año. Hay corrosión por picaduras en el acero, y la tasa de corrosión por picaduras es varias veces mayor que la tasa de corrosión promedio anual. La vida útil real es de unos 15 a 20 años. Sin embargo, cuando el sitio de construcción es un área de fuerte corrosión, es necesario elegir materiales de acero revestidos de cobre. No hay corrosión por picadura en el acero, que pertenece a la corrosión uniforme lenta. La velocidad de corrosión del cobre en el suelo es similar a la del acero. La tasa de corrosión anual del cobre es de 0,02 mm/año. La vida útil del dispositivo de conexión a tierra de cobre puro puede alcanzar los 50 años. La vida real del dispositivo de puesta a tierra puede alcanzar los 25-30 años.

Dado que la central eléctrica fotovoltaica ocupa un área grande, el área fotovoltaica generalmente no está equipada con pararrayos. Se utiliza principalmente como protección de puesta a tierra a través de la conexión entre el soporte del componente y la rejilla de tierra del campo, y el índice de inversión es relativamente pequeño. La gestión totalmente cerrada no se puede lograr en centrales fotovoltaicas utilizadas de forma integral, y la protección de puesta a tierra no puede ser descuidada. Una buena rejilla de puesta a tierra es una garantía importante para la seguridad de los equipos y de las personas.

9. Sistema de automatización integrado

Las plantas de energía fotovoltaica deben diseñarse de acuerdo con el principio de "desatendida". La estación de conmutación estará equipada con una sala de control central y, a través del sistema de monitoreo centralizado basado en el sistema de monitoreo por computadora, se completará la gestión de monitoreo, control y programación de la unidad de generación de energía fotovoltaica y el equipo electromecánico de la estación de conmutación. El diseño del sistema de automatización integrado debe ser seguro de usar, avanzado en tecnología y económico y razonable. La estructura, desempeño técnico e indicadores del sistema deben ser compatibles con la escala de la central fotovoltaica, su posición en el sistema eléctrico y el nivel de desarrollo del sistema de monitoreo actual.

Actualmente, el sistema de monitoreo de la estación de energía fotovoltaica puede monitorear cada ramal de la línea de entrada fotovoltaica a través del dispositivo de monitoreo de la caja combinadora, pero no puede monitorear cada módulo de batería.

10. Conclusión

El sitio de construcción de la central eléctrica fotovoltaica se selecciona en un área con buenos recursos de energía solar y buenas condiciones del sitio, y puede pasar con éxito la revisión de varios departamentos. El diseño general debe ser económico, fácil de mantener y evitar una replanificación extensa. Elija módulos fotovoltaicos con alta eficiencia, alta potencia y rendimiento estable, y elija una disposición razonable de módulos. Seleccionar el sistema de soporte y cimentación de acuerdo a las características del proyecto. El nivel de protección de la caja combinadora y el inversor debe adaptarse al entorno local, el diseño debe minimizar la cantidad de líneas colectoras y la sección transversal adecuada del cable debe seleccionarse mediante el cálculo de la longitud y la capacidad del cable, a fin de reducir la pérdida de línea. El sistema de puesta a tierra de toda la estación es confiable y el sistema de monitoreo automático está completo. Todos los parámetros deben cumplir con el período de operación de diseño de 25 años.