Vivant dans l'hémisphère nord, nous avons toujours supposé que les centrales solaires devraient être orientées vers le sud car cette direction donne la production maximale d'électricité, ce qui a donc supposé fournir les revenus les plus élevés. Cependant, compte tenu de l'accord d'achat d'électricité (PPA) avec les politiques de tarification du temps d'utilisation, la corrélation entre les périodes de pointe / hors pointe et la quantité d'électricité produite par les stations solaires n'est pas toujours cohérente.
Comme les projets d'énergie solaire montés au sol et distribués adoptent de plus en plus les modèles de trading de l'électricité APP, l'approche traditionnelle de la conception de stations auxquelles est confrontée peut ne plus générer les bénéfices les plus élevés. En alignant les angles du panneau solaire en fonction des politiques locales de tarification de l'électricité du temps d'utilisation, nous pouvons modifier la 'Courbe de canard ' pour maximiser les revenus de la station!
Approche traditionnelle Solar Panel Conception d'inclinaison
Dans les conceptions traditionnelles du système solaire, l'angle d'inclinaison de solar panels est généralement optimisé pour une production d'électricité maximale face au sud, aligné sur la latitude de l'emplacement du projet. Cette approche atteint une production d'électricité maximale et présente généralement deux caractéristiques:
1. En une journée, la génération de pointe se produit vers midi.
Le graphique suivant représente la courbe de sortie typique de solar panels à l'angle d'inclinaison optimal orienté vers le sud, formant une forme parabolique positive '.
Image: courbe de sortie de sortie solaire typique
L'ajustement de l'angle ' Azimuth ' de solar panels produit des changements significatifs de sortie à différents moments:
Face à l'Est stimule la génération du matin.
Face à l'ouest augmente la génération du soir.
Image: Courbes de simulation de la sortie du système d'énergie solaire tout au long de la journée pour différentes méthodes de montage
Prenant l'exemple d'un système de suivi horizontal à un seul axe, la production d'électricité du matin et du soir est significativement plus élevée par rapport aux installations fixes en raison des angles d'orientation vers l'est et vers l'ouest. Cependant, comme l'angle d'inclinaison est de 0, la production d'électricité de midi est inférieure à celle des installations fixes.
2. Tout au long de l'année, le printemps et l'automne donnent la génération la plus élevée.
Le graphique suivant illustre les variations de sortie d'un système d'énergie solaire dans un emplacement spécifique en Mongolie intérieure, en Chine, avec différentes conceptions d'angle d'inclinaison pour le solar panels.
Image: Simulation des courbes de sortie du système solaire pendant 12 mois avec différents angles d'inclinaison de conception
Lorsque l'angle d'inclinaison du système d'énergie solaire est fixé à 41 °, la production d'électricité maximale se produit tout au long de l'année, avec une production maximale au printemps (mars, avril, mai) et en automne (septembre, octobre, novembre).
L'ajustement de l' ' d'inclinaison angle ' du solar panels à 70 degrés étend l'angle, ce qui entraîne une production d'électricité maximale pendant l'hiver (décembre, janvier, février). À l'inverse, le réglage de l'angle d'inclinaison à 0 degrés maximise la production d'électricité en été (mai, juin, juillet).
Impact traditionnel de conception sur les prix de l'électricité
À mesure que les taux de pénétration d'énergie solaire augmentent à l'échelle mondiale, de nombreuses zones connaissent une courbe de canard prononcée 'dans les prix d'échange d'électricité en raison de la production solaire concentrée.
Par exemple, la Californie 'Duck Curve ' de 2015 à 2022 montre une diminution des prix et un allongement des périodes d'électricité à bas prix à mesure que la pénétration solaire augmente.
Le graphique suivant illustre les prix du trading au comptant à Shandong, en Chine, en 2022, montrant une ' forme parabolique inversée '.
Analyse et recommandations
Grâce à l'analyse précédente, nous observons:
Les conceptions de système d'énergie solaire traditionnelle concentrent la production solaire vers midi et au printemps et à l'automne. Par conséquent, dans des conditions commerciales basées sur le marché (PPA), à mesure que la pénétration solaire augmente, l'offre d'électricité à midi augmente considérablement, entraînant une diminution des prix commerciaux! De même, la durée des périodes hors pointe au printemps et à l'automne s'étend.
En ajustant l'angle 'Azimut ' et 'Angle d'inclinaison ' de solar panels, nous pouvons modifier efficacement la courbe de sortie des systèmes d'énergie solaire. Par conséquent, l'adoption de nouvelles approches de conception dans les futurs projets solaires peut atténuer considérablement le phénomène de plus en plus important ' Curve ' dans la tarification de l'électricité du réseau.
Les mesures suivantes peuvent être mises en œuvre:
1.Ajustez l'angle 'Azimut ' de solar panels à une certaine orientation vers l'ouest:
Étant donné que les principaux pics de la demande se produisent le soir, en faveur d'une orientation vers l'ouest est recommandée. Bien que la production totale d'électricité puisse diminuer d'environ 20%, les prix de pointe de l'électricité sont 3 à 4 fois plus élevés que les prix hors pointe! Ainsi, même avec une génération réduite, la somme de ∑∑ (prix * génération) peut encore augmenter considérablement.
En prenant le shandong, la Chine à titre d'exemple, l'impact des angles d'azimut sur la production d'électricité est le suivant:
2. Abaissement de l'angle d'inclinaison 'de solar panels à environ 15 ° pour les installations fixes:
Pour la plupart des régions, les prix de l'électricité ont tendance à être plus élevés en été en raison des demandes de chauffage. La baisse de l'angle d'inclinaison augmente considérablement la production d'électricité d'été tout en réduisant la génération de printemps et d'automne.
Bien que la production totale d'électricité diminue, car les prix de l'électricité à midi sont principalement stables en été, la somme de ∑ (prix * génération) peut encore augmenter considérablement.
De plus, considérant des facteurs tels que le nettoyage et l'accumulation de poussière, un angle d'inclinaison de 15 ° est plus pratique que 0 °.
3.Implementation 'Systèmes de suivi horizontal à axe unique ':
Les systèmes de suivi horizontal à un seul axe s'alignent parfaitement avec les caractéristiques susmentionnées. Avec un angle d'inclinaison de 0 °, ils améliorent la production d'électricité estivale. De plus, ils ont des angles d'azimut distincts le matin et le soir, augmentant la génération pendant ces périodes. Ainsi, dans le cadre des systèmes de tarification électrique existants, l'adoption des systèmes de suivi horizontal à un seul axe augmente considérablement la production d'électricité pendant les périodes d'électricité à prix élevé, améliorant ainsi la somme de ∑ (génération de prix *).
De plus, par rapport aux installations fixes, le coût des systèmes de suivi horizontal à un seul axe n'augmente pas significativement. Ils améliorent non seulement la production totale d'électricité, mais augmentent également la génération pendant les périodes d'électricité à prix élevé!
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