Công cụ
Công cụ tính Performance Ratio
Tính Performance Ratio của nhà máy điện mặt trời từ ba dữ liệu: điện năng phát ra, công suất lắp đặt và bức xạ trên mặt phẳng tấm pin.
Khái niệm
Performance Ratio (PR)
Performance Ratio (PR) là tỷ số giữa điện năng mà nhà máy điện mặt trời thực tế phát ra và điện năng lẽ ra phát ra nếu chuyển toàn bộ bức xạ nhận được với công suất danh định. Được biểu thị bằng phần trăm, PR tổng hợp mọi tổn thất của nhà máy: nhiệt độ, bám bẩn, bóng che, dây dẫn, bộ nghịch lưu và sự cố. Đây là chỉ số dùng để so sánh các nhà máy ở những địa điểm khác nhau.
Tóm tắt
- PR = sản lượng riêng ÷ số giờ nắng đỉnh, theo tiêu chuẩn IEC 61724-1.
- Không phụ thuộc vào lượng nắng: vì vậy dùng được để so sánh các nhà máy ở Arica và Puerto Montt.
- Tại Santiago, một nghiên cứu của Fraunhofer đo được khoảng 75% khi có bụi bẩn đô thị.
- Thay đổi theo mùa: với bảo hành, người ta dùng một năm đầy đủ hoặc PR đã hiệu chỉnh theo khí hậu.
Công thức
Tiêu chuẩn IEC 61724-1 định nghĩa PR là tỷ số giữa hai loại sản lượng:
PR = Yf ÷ Yr
Yf, sản lượng cuối: điện năng giao ra ở dòng xoay chiều chia cho công suất lắp đặt của tấm pin (kWh/kWp).
Yr, sản lượng tham chiếu: bức xạ nhận được trên mặt phẳng tấm pin chia cho bức xạ tham chiếu, 1 kW/m². Tương đương số giờ nắng đỉnh.
PR 80% nghĩa là cứ 100 kWh mà nhà máy lẽ ra có thể phát ra trong điều kiện lý tưởng với lượng nắng đã nhận, thì nhà máy đã giao 80.
Một ví dụ tại Chile
Fraunhofer Chile và Universidad Católica đã đo ba cụm tấm quang điện tại Santiago trong giai đoạn 2014 và 2015. Từ các số liệu đã công bố, có thể tính PR chưa hiệu chỉnh của năm 2014:
| Công nghệ | Sản lượng (kWh/kWp) | Bức xạ trên mặt phẳng (kWh/m²) | PR |
|---|---|---|---|
| Đơn tinh thể | 1.459 | 1.981,3 | 73,6 % |
| Đa tinh thể | 1.419 | 1.981,3 | 71,6 % |
| Màng mỏng | 1.248 | 1.981,3 | 63,0 % |
Nghiên cứu cũng báo cáo PR đã hiệu chỉnh theo khí hậu gần 75% cho cả ba công nghệ. Các cụm tấm pin chịu bụi bẩn của Santiago, khiến chúng mất từ 0,13% đến 0,56% sản lượng mỗi ngày nếu không được vệ sinh.
Điều gì làm giảm PR
| Tổn thất | Khắc phục bằng |
|---|---|
| Nhiệt độ tấm pin | Ít: phụ thuộc vào địa điểm và cách lắp đặt |
| Bám bẩn | Vệ sinh đúng thời điểm |
| Bóng che | Thiết kế; đôi khi cắt tỉa hoặc di dời |
| Dây dẫn, máy biến áp và bộ nghịch lưu | Thiết kế và bảo trì |
| Chuỗi bị ngắt, cầu chì, diode | Giám sát và kiểm tra |
| Suy giảm công suất của các tấm pin | Bảo hành của nhà sản xuất, nếu vượt mức đã thỏa thuận |
| Cắt giảm đưa điện lên lưới | Không phải lỗi của nhà máy: tách khỏi phép tính |
PR, sản lượng riêng và hệ số sử dụng công suất
- Sản lượng riêng (kWh/kWp): mỗi kWp giao ra bao nhiêu điện năng. Phụ thuộc vào nắng tại địa phương: cao hơn ở Copiapó so với Temuco, dù hai nhà máy vận hành tốt như nhau.
- Hệ số sử dụng công suất: tỷ lệ thời gian nhà máy vận hành ở công suất danh định. Cũng phụ thuộc vào địa điểm.
- Performance Ratio: loại trừ yếu tố nắng. Hai nhà máy trong tình trạng tốt có PR tương tự nhau, dù cách nhau 2.000 km.
Vì sao thay đổi theo mùa
Tấm pin mất công suất khi nóng lên. Vào mùa hè PR giảm, còn mùa đông PR tăng, dù nhà máy không thay đổi gì. Không thể so sánh PR đo vào tháng một với PR đo vào tháng bảy.
Có hai giải pháp. Giải pháp đơn giản là tính trên toàn bộ một năm. Giải pháp còn lại là PR đã hiệu chỉnh theo khí hậu do NREL đề xuất năm 2013, điều chỉnh phép tính theo nhiệt độ của tế bào và cho giá trị ổn định hơn trong suốt năm. Đây là chỉ số nên dùng trong một bảo hành theo hợp đồng.
Trong hợp đồng
PR được bảo đảm là điều khoản về hiệu suất phổ biến nhất trong các hợp đồng xây dựng và vận hành nhà máy điện mặt trời. Để điều khoản này có tác dụng, hợp đồng phải nêu rõ:
- Dùng cảm biến nào để đo bức xạ, ai hiệu chuẩn và ai vệ sinh cảm biến.
- Khoảng thời gian nào được đánh giá.
- Những sự kiện nào được loại trừ: mất điện lưới, cắt giảm đưa điện lên lưới, bất khả kháng.
- Điều gì xảy ra nếu không đạt.
Câu hỏi thường gặp
Điều người ta thường hỏi
Performance Ratio của nhà máy điện mặt trời là gì?
Là tỷ lệ phần trăm năng lượng lý thuyết có thể dùng được mà nhà máy đã chuyển thành điện. Được tính bằng cách chia sản lượng riêng (kWh trên kWp) cho số giờ nắng đỉnh nhận được trên mặt phẳng tấm pin.
PR tốt là bao nhiêu?
Tùy thuộc vào khí hậu, công nghệ và phương pháp đo, nên không có con số chung cho mọi nơi. Tại Santiago, một nghiên cứu của Fraunhofer ghi nhận khoảng 75% ở các cụm tấm pin chịu bụi bẩn đô thị. So sánh hữu ích nhất là với PR được bảo đảm trong hợp đồng và với lịch sử vận hành của chính nhà máy đó.
Khác với hệ số sử dụng công suất thế nào?
Hệ số sử dụng công suất phụ thuộc vào lượng nắng tại địa điểm. PR loại trừ yếu tố này, nên chỉ đo nhà máy vận hành tốt đến đâu.
Tính PR của nhà máy như thế nào?
Dựa trên điện năng phát ra, công suất lắp đặt của tấm pin và bức xạ trên mặt phẳng tấm pin trong cùng khoảng thời gian. Công cụ tính Performance Ratio sẽ thực hiện phép tính.
Nguồn
Dữ liệu lấy từ đâu
- IEC 61724-1:2021, Photovoltaic system performance – Part 1: Monitoring.
- Urrejola et al., Effect of soiling and sunlight exposure on the performance ratio of photovoltaic technologies in Santiago, Chile, Energy Conversion and Management 114 (2016). Các PR chưa hiệu chỉnh trong bảng được tính từ số liệu của nghiên cứu.
- Weather-Corrected Performance Ratio, báo cáo kỹ thuật NREL/TP-5200-57991 (2013).
Đọc tiếp
Trang liên quan
Khái niệm
Suy giảm công suất tấm pin mặt trời
Tấm pin mặt trời mất công suất theo năm tháng: mức trung vị đo trong 40 năm nghiên cứu là 0,5% mỗi năm. Nguyên nhân, cách đo và bảo hành bao gồm những gì.
Hướng dẫn
Hợp đồng xây dựng và vận hành điện mặt trời: các điều khoản then chốt
Những điều khoản quyết định một hợp đồng điện mặt trời: phạm vi, thiết bị, thời hạn, thử nghiệm nghiệm thu, Performance Ratio được bảo đảm và tính sẵn sàng trong O&M.
Kiểm toán hiệu suất nhà máy quang điện
Từ CLP 490.000. Cuộc gọi ban đầu 15 phút miễn phí.