פתרון אופטימיזציה כלכלית של מתחם פוטו-וולטאי: מסלולים מרכזיים להפחתת עלויות והגדלת יעילות

Ⅰ. רקע בעיה
בתחנות כוח פוטו-וולטאיות, מומרים קפיציים מוכנים (נקראים "ממריאי פוטו-וולטאיים") מהווים בין 8% ל-12% מהשקעות המiếtות, בעוד שההפסדים שלהם עולים על 15% מההפסדים הכוללים של התחנה. שיטות בחירה מסורתיות לעתים קרובות מתעלמות עלויות מחזור חיים (LCC), מה שגורם להפסדים כלכליים נסתרים.

Ⅱ. אתגרים כלכליים מרכזיים

1. עלות התחלתית גבוהה
   • תוספת מחיר משמעותית עבור ציוד יבוא איכותי; אלטרנטיבות מקומיות נשארות לא מופטמות.
2. הפסדי עומס/לא-עמס גבוהים מדי
   • ההפסדים האנרגטיים השנתיים מממריאים לא יעילים יכולים להגיע ל-0.5% עד 1.2% מהיצור הכולל של החשמל.
3. ויות תחזוקה בלתי ניתנות לשליטה
   • תקלות תכופות גורמות להפסדי זמן עצירה; עלויות תיקון מכפילות עצמן באזורים מרוחקים.
4. שימוש נמוך בקיבולת
   • הנדסה יתרה גורמת לתפעול קליל לאורך זמן ופחתון באפקטיביות.

Ⅲ. פתרונות אופטימיזציה כלכלית

1. אסטרטגיית מידול מדויק: מניעת עודף קיבולת
   • מודל התאמה קיבולת דינמית
   משתמש בנתונים מקומיים של הקרינה + יחס DC-AC (בדרך כלל 1.1 עד 1.3) לחישוב קצב עומס אופטימלי לממריא (מומלץ 75%-85%).
   דוגמה: תחנה בגודל 100MW החליפה ממריאים קונבנציונליים בגודל 160MVA בממריאים מיוחדים לפוטו-וולטאיים בגודל 120MVA, הפחתה בהשקעה התחלתית בכ-¥2.2M תוך שמירה על הפסדי עומס.
   • אופטימיזציה של רמה מתח
   שימוש ב-35kV (במקום 33kV) עבור מתח בינוני מוריד עלויות כבלים ב-7% עד 10% ומפחית עלויות רכישה לציוד מקומי.
2. טכנולוגיה של שליטה בהפסדים: הליבה של הפחתת עלויות מחזור חיים
   • חומרים בעלי הפסדים נמוכים
   ממריאים עם ליבה אמורפית מצמצמים הפסדי עומס ללא עומס ב-60% עד 80%. למרות עלות מקדימה גבוהה ב-15% עד 20%, הרווח החוזר משולם בתוך 3 עד 5 שנים (מחושב ב-¥0.4/kWh).
   • התאמה חכמה של קיבולת
   מגדלי טאפים בתפעול (OLTC) מאפשרים מצב קיבולת נמוכה במהלך תקופות קרינה נמוכה, מפחיתים הפסדי עומס ללא עומס ביותר מ-40%.
3. סינרגיה של שילוב והשעיה
   • החלפה של מרכיבים מרכזיים מקומיים
   אמצאות של פסי ננוקריסטליים לייצור מקומי (זול ב-30% מ-Hitachi Metals) ומערכות יציקה אפוקסי.
   • עיצוב מודולרי
   תחנות משנה פוטו-וולטאיות חכמות מוכנות (ממריאים משולבים, יחידות טבעת, מערכות מוניטורינג) מפחיתות עלויות התקנה במקום ב-20% ומקצרות את זמני ההתקנה ב-15 ימים.
4. מערכת תחזוקה חכמה: הפחתת עלויות נסתרות
   • טרמינלים של מעקב IoT
   מעקב בזמן אמת לטמפרטורת השמן, פליטת חלקית והזרם של הסוגרים המרכזים אופטימיזציה של מחזורים של תחזוקה, הפחתת זמן עצירה בלתי צפוי.
   נתונים: אבחון חכם מגביר את MTBF ל-12 שנים ומפחית עלויות תחזוקה ב-35%.
   • השתתפות בתגובה לצרכים של הרשת
   התאמה של טאפים לממריאים לתמיכה במתח מייצרת הכנסות מהשירותים המשניים של הרשת (¥30 עד 80/MW·אירוע).
5. יישומים של נגיעה פיננסית
   • כלי מימון ירוק
   שימוש בהלוואות ירוקות בעלות נמוכה (מתחת לרמות הבסיס ב-10% עד 15%) לרכישת ציוד יעיל.
   • חוזי ביצוע אנרגטי (EPC)
   ספקים מבטיחים סף יעילות, פיצויים על הפער במחירי חשמל אם לא מתקיימים.

Ⅳ. קוונטיפיקציה כלכלית (דוגמה של תחנה בגודל 100MW)