Tăng công suất của mô-đun năng lượng mặt trời hai mặt: Bức xạ từ phía sau ảnh hưởng đến năng suất dự án như thế nào

Tài chính cho dự án năng lượng mặt trời thương mại và quy mô tiện ích phụ thuộc rất nhiều vào mô hình năng suất chính xác. Công nghệ hai mặt hiện đang thống trị vững chắc thị trường năng lượng mặt trời toàn cầu. Tuy nhiên, việc dự báo chính xác lợi nhuận tài chính thực sự của nó vẫn rất phức tạp. Các nhà phát triển dự án thường phải đối mặt với sự mất kết nối lớn giữa các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất và sản lượng năng lượng thực tế có thể thanh toán được. Việc đánh giá quá cao những lợi ích lý thuyết này sẽ phá vỡ các mô hình Chi phí năng lượng quy dẫn (LCOE). Việc đánh giá thấp chúng sẽ để lại tỷ lệ hoàn vốn nội bộ (IRR) có giá trị.

Bài viết này cung cấp một khuôn khổ thực tế, dựa trên bằng chứng để đánh giá việc tạo ra phía sau. Bạn sẽ học cách đánh giá tính khả thi của từng địa điểm cụ thể dựa trên dữ liệu thực tế. Chúng tôi cũng chỉ ra cách giảm thiểu rủi ro về kết cấu và điện trước khi mua sắm cuối cùng. Mục tiêu của chúng tôi là trang bị cho đội ngũ kỹ thuật và tài chính của bạn những hiểu biết cần thiết để triển khai các hệ thống được tối ưu hóa.

Bài học chính

• Đường cơ sở trong thế giới thực: Mức tăng hai chiều thực tế thường dao động từ 5% đến 15% tùy thuộc vào điều kiện địa điểm, yêu cầu mô hình cấu trúc và suất phản chiếu nghiêm ngặt thay vì dựa vào các tuyên bố tiếp thị tổng quát.

• Sức mạnh tổng hợp của hệ thống: Lợi ích LCOE của công nghệ hai mặt phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế giá đỡ được tối ưu hóa (tránh bóng phía sau) và định cỡ biến tần chính xác.

• Sự phụ thuộc vào địa điểm: Môi trường có suất phản chiếu cao (tuyết, cát, sỏi nhẹ) và kiến ​​trúc triển khai chuyên biệt (ví dụ: theo dõi dọc) mang lại khả năng tồn tại tài chính cao nhất.

• Trọng tâm về khả năng thanh toán: Việc đảm bảo nguồn tài chính thuận lợi đòi hỏi các mô hình lợi nhuận được xác nhận của bên thứ ba và đánh giá nghiêm ngặt các rủi ro triển khai cơ cấu.

Mệnh lệnh tài chính: Vượt ra ngoài yêu cầu 'Lên tới 30%'

Các nhà sản xuất thích trích dẫn mức tăng sức mạnh tối đa về mặt lý thuyết. Bạn thường thấy các tài liệu tiếp thị khẳng định mức tăng sản lượng lên tới 'lên tới 30%.' Ngành phải vượt qua những con số tổng quát này. Các nhà tài trợ dự án và các kỹ sư độc lập (IE) đánh giá thấp những tuyên bố này. Họ yêu cầu dữ liệu cụ thể về địa điểm trước khi phê duyệt khoản nợ. Những người cho vay biết điều kiện cao điểm của phòng thí nghiệm hiếm khi sánh được với một cánh đồng bụi bặm vào giữa mùa hè.

Chúng ta phải hiểu làm thế nào một mô-đun năng lượng mặt trời hai chiều tác động đến Chi phí năng lượng quy dẫn (LCOE). CapEx tăng nhẹ trong giai đoạn triển khai sớm. Bạn phải trả phí cho các mô-đun chuyên dụng. Bạn cũng đầu tư nhiều hơn vào cấu trúc giá đỡ phù hợp và bộ biến tần có khả năng lớn hơn. Tuy nhiên, OpEx vẫn tương đối ổn định trong suốt vòng đời của nhà máy. Điều này có nghĩa là bất kỳ mức tăng lợi nhuận có thể kiểm chứng nào đều trực tiếp làm giảm LCOE của bạn.

Việc triển khai hai chiều thành công phụ thuộc hoàn toàn vào mô hình lợi nhuận có thể dự đoán được. Người cho vay cần dữ liệu nghiêm ngặt, có khả năng thanh toán mà họ có thể chấp nhận để xác định quy mô khoản nợ. Các kỹ sư độc lập xem xét kỹ lưỡng mọi biến số. Họ xem xét thiết kế của thiết bị theo dõi, khoảng cách giữa các hàng và các kiểu thời tiết trong khu vực. Nếu mô hình lợi nhuận của bạn dựa vào các giá trị mặc định lạc quan thì các nhà tài trợ sẽ áp dụng những cắt giảm nghiêm trọng đối với các dự báo doanh thu của bạn. Đảm bảo nguồn tài chính thuận lợi đòi hỏi những giả định minh bạch. Bạn phải chứng minh rằng dự án của mình có thể thu được ánh sáng mặt trời phía sau một cách đáng tin cậy trong điều kiện hạn chế của thế giới thực.

Tiêu chí đánh giá cốt lõi cho tấm pin mặt trời chiếu xạ phía sau

Khi đánh giá một bảng điều khiển năng lượng mặt trời bức xạ phía sau , bạn phải kiểm tra các số liệu hiệu suất cụ thể. Chúng ta hãy bắt đầu với Yếu tố hai mặt. Số liệu này thể hiện tỷ lệ giữa hiệu suất phía sau và hiệu suất phía trước. Nó thường nằm trong khoảng từ 70% đến 85%. Các cell loại N như TOPCon hay HJT thường đẩy yếu tố này lên cao hơn các mẫu PERC loại P cũ. Hệ số hai chiều cao trông rất đẹp trên giấy. Tuy nhiên, điều đó chỉ quan trọng nếu điều kiện địa điểm của bạn thực sự cho phép ánh sáng tán xạ chiếu tới phía sau.

Bạn cũng cần nắm vững các tiêu chuẩn kiểm tra Pmax (Maximum Power). Ngành này phụ thuộc rất nhiều vào Điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC). STC đo hiệu suất chỉ ở phía trước trong điều kiện ánh sáng phòng thí nghiệm nghiêm ngặt. Các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn hai mặt (BSTC) cố gắng cung cấp một bức tranh đầy đủ hơn. BSTC bao gồm giả định về bức xạ phía sau được tiêu chuẩn hóa để mô phỏng các điều kiện hiện trường. Bạn không bao giờ được coi BSTC là đường cơ sở được đảm bảo cho việc lập mô hình dự án. Nó phục vụ như một chuẩn mực so sánh, không phải là một lời hứa về lợi nhuận dứt khoát.

Biểu đồ 1: Thông số đo STC so với BSTC

Chúng ta cũng phải đánh giá độ bền lâu dài. Đánh giá các thiết kế kính-kính so với các công trình tấm nền bằng kính trong suốt. Cấu trúc kính thủy tinh thường mang lại độ tin cậy lâu dài vượt trội. Nó chống lại sự xâm nhập của hơi ẩm tốt hơn nhiều so với các lựa chọn thay thế tấm nền. Luôn yêu cầu dữ liệu minh bạch về Suy thoái do ánh sáng (LID) và Suy thoái do ánh sáng và nhiệt độ tăng cao (LeTID). Kiến trúc tế bào hai mặt đôi khi có thể biểu hiện những đường cong suy thoái độc đáo. Xem xét các thử nghiệm lão hóa tăng tốc của bên thứ ba trước khi ký thỏa thuận cung cấp.

Các biến số theo trang web cụ thể quyết định lợi nhuận trong thế giới thực

Giá trị Albedo quyết định rất nhiều đến năng lượng đầu ra thực tế của bạn. Số liệu phản xạ bề mặt này xác định lượng ánh sáng mặt trời phản xạ trở lại các tế bào phía sau. Chúng ta phải căn cứ những kỳ vọng về lợi nhuận của mình vào thực tế vật chất. Lớp phủ mặt đất quyết định thành công về mặt tài chính.

Bảng 1: Giá trị suất phản chiếu bề mặt chung và tác động dự kiến

Tỷ lệ che phủ mặt đất (GCR) và độ cao hàng tạo ra sự cân bằng lớn về mặt cấu trúc. Khoảng cách hàng chặt chẽ hơn tạo ra GCR cao, giúp tối đa hóa công suất trên diện tích đất hạn chế. Tuy nhiên, khoảng cách chặt chẽ hơn làm giảm đáng kể bức xạ phía sau do khả năng tự che nắng. Hàng ghế đầu đổ bóng dài xuống mặt đất phía sau. Hiện tượng này vô hiệu hóa hoàn toàn lợi ích hai mặt của bạn. Bạn phải tìm sự cân bằng tối ưu giữa việc sử dụng đất và khuếch tán ánh sáng.

Chiều cao và độ nghiêng lắp đặt cũng quan trọng không kém. Khoảng cách giữa mô-đun với mặt đất quyết định mức độ phân tán ánh sáng trước khi chạm vào kính sau. Khoảng sáng gầm xe cao hơn cho phép phạm vi ánh sáng phản chiếu hình nón rộng hơn tới được các tế bào. Đây là một cách tiếp cận thực tế để tối ưu hóa bố cục trang web:

1. Đo suất phản chiếu thực tế tại chỗ qua các mùa khác nhau bằng máy đo suất phản chiếu hiện trường.

2. Lập mô hình các biến thể GCR trong PVsyst để xác định điểm phù hợp giữa mật độ và năng suất.

3. Nâng cạnh thấp nhất của mô-đun lên ít nhất 0,5 mét để phản xạ tối đa.

4. Điều chỉnh thuật toán theo dõi để ưu tiên thu ánh sáng khuếch tán trong những ngày nhiều mây.

Các ứng dụng có năng suất cao thích hợp thường sử dụng các thiết lập độc đáo. Việc lắp đặt theo chiều dọc hoạt động đặc biệt tốt trong môi trường nông nghiệp (Agrivoltaics) hoặc các khu vực có nhiều tuyết rơi. Bố cục dọc dễ dàng đổ tuyết và chụp được đỉnh mặt trời buổi sáng và buổi tối một cách hiệu quả.

Rủi ro triển khai: Thiếu hụt bóng mờ, cắt xén và mô hình hóa

Sự can thiệp vào cấu trúc làm hỏng hiệu suất. Hệ thống giá đỡ truyền thống thường đổ bóng trực tiếp lên các ô phía sau. Ống mô-men xoắn tiêu chuẩn và đường ray lắp dày cản trở ánh sáng phản chiếu. Bạn cần trình theo dõi 1P hoặc 2P được xây dựng có mục đích được tối ưu hóa cho bố cục hai mặt. Những hệ thống hiện đại này sử dụng xà gồ nâng cao và thiết kế khe hở. Chúng giữ thép tránh xa các khu vực tế bào phía sau đang hoạt động.

Kích thước biến tần đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận. Sự gia tăng năng lượng bất ngờ xảy ra trong các sự kiện có suất phản chiếu cao, chẳng hạn như sau một trận tuyết mới rơi. Những xung điện này gây ra hiện tượng cắt biến tần nghiêm trọng nếu tỷ lệ DC/AC của bạn có hành vi đơn sắc tiêu chuẩn. Các nhà phát triển phải lập mô hình cắt lỗ một cách linh hoạt. Tỷ lệ DC/AC ban đầu thấp hơn một chút thường ngăn ngừa năng lượng bị mắc kẹt trong những ngày phản xạ cao điểm.

Những sai lầm thường gặp khi thực hiện dự án hai mặt:

• Dựa vào dữ liệu suất phản chiếu của vệ tinh thay vì thực hiện các phép đo thực tế trên mặt đất.

• Bỏ qua tác động che bóng của hộp nối và cáp mô-đun ngắn.

• Kích thước bộ biến tần giống hệt với thiết kế đơn mặt, dẫn đến cắt giảm công suất lớn.

• Nhìn ra cấu trúc liên kết mặt đất không đồng đều, gây ra tốc độ phản xạ khác nhau.

Sự không phù hợp về điện đặt ra một mối đe dọa thầm lặng. Mặt đất không bằng phẳng gây ra bức xạ phía sau không đồng đều dọc theo một sợi dây. Đổ bóng cấu trúc từ trình theo dõi cũng thực hiện điều tương tự. Nút thắt ô có hiệu suất thấp nhất sẽ giới hạn đầu ra của toàn bộ chuỗi. Các thiết kế ô cắt nửa hiện đại giảm thiểu điều này một chút, nhưng việc phân loại và căn chỉnh giá đỡ cẩn thận vẫn rất quan trọng.

Đừng bỏ qua thực tế Vận hành và Bảo trì (O&M). Việc làm bẩn kính sau xảy ra theo thời gian. Bụi, bùn và khối thực vật phát triển phản chiếu ánh sáng. Bạn phải xác định xem việc vệ sinh phía sau có phù hợp về mặt kinh tế với lịch trình bảo trì của bạn hay không. Ở những vùng nhiều bụi, việc rửa mặt trước định kỳ có thể làm bắn nước bùn lên kính sau. Hãy coi chi phí O&M là một biến động trong tính toán LCOE của bạn.

Logic tích hợp và danh sách rút gọn để mua sắm

Công nghệ hai chiều kết hợp hoàn hảo với khả năng lưu trữ năng lượng. Việc tăng cường phía sau thường mở rộng đường cong thế hệ hàng ngày. Bạn nhận được nhiều năng lượng hơn vào buổi sáng sớm và muộn hơn vào buổi chiều. Cấu hình năng suất thay đổi này tương tác trực tiếp với kích thước pin. Khoảng thời gian thế hệ rộng hơn giúp giảm tình trạng tắc nghẽn khi sạc. Sức mạnh tổng hợp này trở nên quan trọng khi triển khai toàn diện Giải pháp dự án PV+ESS . Các nhà vận hành lưới điện đánh giá cao các khối năng lượng nhất quán và các đường cong thế hệ mở rộng hỗ trợ các nỗ lực ổn định lưới điện.

Bạn phải đánh giá khả năng thanh toán của nhà sản xuất một cách nghiêm ngặt. Nhóm mua sắm nên tìm kiếm các đối tác cấp 1 cung cấp tệp PAN được bên thứ ba xác thực. Những tệp này cung cấp trực tiếp vào các mô hình PVsyst của bạn. Yêu cầu kết quả thử nghiệm PVEL độc lập để xác minh các tuyên bố về độ suy giảm. Tìm kiếm các điều khoản bảo hành minh bạch bao gồm tỷ lệ xuống cấp cụ thể ở mặt sau. Chế độ bảo hành chắc chắn đảm bảo mô hình tài chính của bạn vẫn nguyên vẹn sau một thập kỷ kể từ bây giờ.

Các bước tiếp theo quyết định thành công cuối cùng của bạn. Sử dụng các công cụ lập mô hình chuyên dụng như PVsyst hoặc SAM. Luôn nhập dữ liệu suất phản chiếu chính xác, được xác minh tại chỗ. Không bao giờ chấp nhận các giá trị phần mềm mặc định một cách mù quáng. Chúng tôi thực sự khuyên bạn nên đảm bảo một Tư vấn dự án mô-đun hai mặt trước khi bạn hoàn tất hợp đồng EPC hoặc các thỏa thuận cung cấp lớn. Sự xác nhận của chuyên gia sẽ phát hiện sớm các rủi ro về bóng đổ cấu trúc và cắt giảm ngưỡng. Nó chuyển dự án của bạn từ mô hình suy đoán sang hiệu suất được đảm bảo.

Phần kết luận

Mô-đun hai chiều đóng vai trò là tiêu chuẩn công nghiệp ngày nay vì một lý do rất chính đáng. Tuy nhiên, khả năng tồn tại tài chính cuối cùng của họ là thắng hay thua trong giai đoạn thiết kế mô hình và giá đỡ. Tuyên bố tiếp thị tổng quát không thể thay thế kỹ thuật nghiêm ngặt. Sự thành công của dự án của bạn đòi hỏi những giả định minh bạch.

Chúng tôi khuyên các nhà phát triển coi lợi ích phía sau không phải là sức mạnh cơ bản được đảm bảo. Hãy coi nó như một kết quả được thiết kế. Kết quả này đòi hỏi phải căn chỉnh vị trí chính xác, hỗ trợ cấu trúc chuyên biệt và dữ liệu suất phản chiếu có độ chính xác cao. Việc bỏ qua những yếu tố này sẽ dẫn đến thua lỗ không khớp, bị cắt giảm và khiến các nhà đầu tư thất vọng.

Kiểm soát sớm mô hình LCOE của bạn trong chu kỳ phát triển. Phân tích lớp phủ mặt đất, điều chỉnh tỷ lệ DC/AC và chọn bộ theo dõi được thiết kế riêng cho bố cục hai mặt. Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi ngay hôm nay để có được phân tích lợi nhuận chính xác. Chúng tôi có thể xác thực các thông số địa điểm cụ thể của bạn và đảm bảo việc triển khai năng lượng mặt trời tiếp theo của bạn đạt được lợi nhuận tối đa.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Mô-đun năng lượng mặt trời hai chiều thực sự tạo ra thêm bao nhiêu năng lượng?

Đáp: Mức tăng được xác minh tại hiện trường thường dao động từ 5% đến 15% đối với các hệ thống gắn trên mặt đất tiêu chuẩn. Việc tăng sản lượng này phụ thuộc rất nhiều vào suất phản chiếu (độ phản xạ) của mặt đất và việc giảm thiểu bóng râm của cấu trúc. Môi trường khắc nghiệt như mặt đất phủ đầy tuyết có thể đẩy mức tăng lên gần 20%.

Hỏi: Hệ thống giá đỡ tiêu chuẩn có tương thích với các tấm pin mặt trời chiếu xạ phía sau không?

Trả lời: Mặc dù tương thích về mặt vật lý, nhưng giá đỡ tiêu chuẩn thường có các ống mô-men xoắn hoặc các ray lắp rộng tạo bóng trực tiếp lên các ngăn phía sau. Điều này phủ nhận mức tăng sức mạnh dự kiến. Cần có giá đỡ hai mặt được thiết kế có mục đích với các khoảng trống được tối ưu hóa để có ROI tối ưu.

Câu hỏi: Công nghệ hai chiều ảnh hưởng đến tỷ lệ DC/AC trong mô hình dự án như thế nào?

Trả lời: Các nhà phát triển phải tính đến việc tăng cường năng lượng phía sau để tránh hiện tượng cắt biến tần quá mức trong thời gian nắng cao điểm. Điều này thường yêu cầu áp dụng tỷ lệ DC/AC ban đầu thấp hơn một chút so với cách bố trí một mặt truyền thống, đảm bảo bộ biến tần có thể xử lý dòng điện tăng thêm.

Hỏi: Việc vệ sinh mặt sau có cần thiết để duy trì hiệu suất không?

Đáp: Có xảy ra hiện tượng bẩn ở mặt sau, mặc dù tình trạng này thường ít nghiêm trọng hơn so với tình trạng tích tụ bụi bẩn ở mặt trước. Quyết định làm sạch kính sau phụ thuộc hoàn toàn vào chi phí vận hành và bảo trì tại địa điểm cụ thể của bạn so với lợi nhuận cận biên đạt được từ việc loại bỏ bụi bẩn.