2015-06-11 | 編輯:faye 2986 瀏覽人次

光伏逆變器行業流行誤區

誤區1,是不是組串逆變器可以適應所有應用場景?

“因地制宜、科學設計”是陽光電源提出的光伏電站設計及逆變器選型的理念,已經深入人心。站在客戶角度,為了客戶價值最大化,針對不同應用場景應該選擇不同類型的逆變器。例如,對於大型地面電站推薦集中式逆變器;對於山丘電站推薦多路MPPT集中式逆變器,部分容量小、複雜地形的電站使用組串式;對於工商業屋頂推薦使用組串式逆變器;對於戶用屋頂推薦使用單相組串逆變器。

道理也很簡單,一種藥治一種病,如果一種藥治能治百病,工商局和藥監局要會找這個廠家談話。

誤區2,是不是只有組串逆變器才能監控組串的資訊?

光伏組串檢測或元件檢測這個功能,可以集成在逆變器、智慧匯流箱或者其它單獨的設備。在組串解決方案中,組串逆變器集成了組串檢測功能,具有管理組串的能力。集中式逆變器解決方案則是通過智慧匯流箱實現組串檢測功能,同樣具有管理組串管理的能力。組串式方案沒有直流匯流箱,但是必須配置交流匯流箱(這點經常會被某些逆變器廠家選擇性遺忘)。相對組串式方案,集中式方案成本約低0.2元/W,兩種方案發電量持平。這個結論已經在多個對比電站中被反復驗證。

誤區3,是不是客戶只關注初始投資?

LCOE(光伏系統生命週期內平均化度電成本)是光伏電站系統設計、設備選型的最核心的優化目標,也是驅動行業向前健康發展的力量。理性的業主,不僅僅只考慮初始投資,而是關注整個生命週期的度電成本。當前市場已經不是“金太陽”,“特許權”招標時代的市場,客戶已經積累了大量的經驗,電站設計日趨理性和精細化,客戶會更加重視自己的每一分投入。

舉個例子,在光伏系統優化設計時,過去的光伏系統元件容量與逆變器容量的配比通常是(1:1),(1:1)配比是否是最優的呢?在以LCOE為目標優化設計時,發現(1:1)並不是最優的配比,而最優的配比可能是(1.2:1),或者是(1.3:1)等等。在當下的實際應用中,已經發現越來越多的電站在使用(1.1:1)的配比。我接觸到很多客戶,包括業主、投資人、設計院都已經非常重視投資收益率的問題,追求更低的LCOE,客戶也是在不斷進步中,不能用老眼觀看待我們親愛的客戶。

可以參考一個基本的大邏輯,相對於組串式方案,集中式方案投資成本低,收益持平,那麼集中式方案LCOE相對更低。

誤區4,是不是逆變器效率做到更高已經沒有意義?

前面提到,驅動行業向前發展的動力之一是追求更低的LCOE。為了達到更低的LCOE,一是要降低成本,二是要提高發電量收益。當前光伏行業各個產業鏈,包括元件廠家和逆變器廠家都在不遺餘力地在這兩個方面做努力。為了提高收益,從系統層面看,需要優化系統設計,從設備層面看需要提高各部件的效率。光伏組件效率提升0.1%的背後是無數汗水和無數的微創新,同樣的道理也適用於逆變器。逆變器效率每提高0.1個百分點,背後都隱含著研發人員大量努力的工作,需在在研發、測試等各個環節進行各種技術攻關,代表著當前行業內最高水準的99%效率來之不易。其目的是可以把功率密度做得更大,溫升做得更小,壽命更長;還是希望進一步提升投資者的發電量收益。說提高逆變器的效率不重要是對客戶不負責任的一種誤導,引發這個誤區的人完全是酸葡萄心理。

誤區5,是不是提升逆變器的性能時都不考慮可靠性?

逆變器屬於工業品,具有生產力特性,能説明客戶獲得收益。所有逆變器創新活動,都一個隱性前提條件,那就是產品必須可靠、安全,這樣的企業才具有可持續發展的前提,請一定要注意這個前提。提升逆變器的性能,尤其是效率,需要多方面的創新和努力,其中使用高效功率器件也是手段之一。逆變器的發展與功率器件的發展是相互促進的。SiC器件比IGBT或MOSFET具有優越性。SiC器件是已經大批量量產的成熟產品,並且已經批量化使用。如果SiC器件不是成熟產品,全球所有做SiC器件的廠家可能都要倒閉,SiC供應商應該不會這麼傻,只幹一票就跑路了,做一個可持續發展的企業是所有有正常思維的企業家的夢想。SiC的應用已經是潮流,行業發展和技術發展是不會開倒車的。過於擔憂SiC器件的可靠性猶如杞人憂天。

誤區6,是不是無熔絲的組串逆變器就是安全的?

逆變器直流側熔絲對於保護逆變器、保護元件、保護整個電站系統的安全是非常有必要的。如果把熔絲這種器件的功能全部否定,如果熔絲沒有用,這個器件就可以從世界上消失了,做熔絲的廠家可能就要倒閉了。這是一種因噎廢食的誤導。

市場上有這樣一種組串逆變器,具有3路MPPT,每路MPPT有2個組串。其有兩種工作模式,第一種是升壓電路工作,六路組串在直流母線不會並聯模式,第二種是升壓電路旁路後,六路組串會在直流母線處並聯模式。如果沒有直流側熔絲,在這兩種模式下,都會存在安全隱患。第一種模式,當其中一路組串短路時,雖然不會來自其它四路元件的大電流反灌,但是會來自直流母線電容上的大電流,依然可能會瞬間燒毀端子、線纜,或者因為長時間過流、發熱、起火。第二種模式,當組串電壓較高並且電壓接近相等時,六路組串會在直流母線處並聯起來,這時當有一個組串短路時,會來自其它五路組串和直流母線大電流的雙重衝擊,燒毀設備。

光伏系統中拉弧現象,主因是接線端子沒有擰緊,或者是電纜破損等原因,而不是來自熔絲。解決拉弧問題的主要手段是在逆變器或匯流箱中,增加防拉弧監測裝置,這也是UL-1699B標準所要求的。

直流側的安全十分重要,除了熔斷器外,防雷保護設計也十分關鍵,部分廠家為了降低成本,採用壓敏電阻式的板級防雷設計,保護能力差,且一旦防雷動作後,需要整機更換,無形中增加了用戶的使用成本。

如果每路MPPT都只有兩路組串,大大降低了組串配置的靈活性。例如不能使得元件功率和逆變器功率做到最優配置,導致元件功率少配或過配。

誤區7,是不是逆變器功率越做越大是逆潮流?

能滿足需求的、可以給客戶帶來更多價值、更多收益的發展趨勢就是潮流。考察下2.5MW逆變器和1MW逆變器在電站中使用,哪個更有優勢。我們做了測算,結果是使用2.5MW逆變器相比使用1MW,100MW電站可節約投資約1000萬, 相當於節省0.1元/W投資 ,同時發電量提升了約1%。為什麼呢,(1)因為功率大了後,單位成本降低;(2)逆變器功率的加大,不是簡單的功率的提升,在提高功率的同時做了很多技術創新,給客戶提供更多的價值,例如功率密度也增加,占地面積相對更小,相對單位重量輕,維護成本也降低,這也是當今歐美光伏發達地區,2MW以上解決方案是大型電站主流解決方案的原因。

誤區8,組串逆變器是不是無風扇更好?

有小孩子的家庭應該都經歷過,小孩發燒時,家長非常擔心,為了更好的保持大腦散熱通常會用熱毛巾擦拭或者用降溫貼貼在腦門和動脈上。如果不採用這種物理法進行輔助降溫,小孩的大腦有可能因為高燒而造成永久傷害。

組串逆變器適合應用於工商業屋頂等分散式光伏電站。這種電站的主要特點是高溫,而不是風沙,因此逆變器設計時散熱是主要考量因素。在烈日炎炎的夏季,屋頂地面附近溫度達到60℃以上,組串逆變器面臨內部功率損耗帶來的熱量及外部烘烤。如果有外部風扇的組串逆變器,風扇加速了逆變器散熱,以保證逆變器正常工作,同時可以保證內部元器件溫度盡可能低,不至於由於內部器件長時間工作在高溫下而縮短了使用壽命。而沒有外部風扇的組串逆變器,在高溫環境下,雖然短時間能工作,但是由於過高的內部溫度,產品的可靠性和穩定性存在問題,壽命也是大打折扣的。

經過測試,某廠家無風扇的組串逆變器內部溫度比有風扇的組串逆變器溫度高10℃,根據壽命評估演算法,溫度升高10℃,壽命將會縮短一半。同時高溫時還存在降功率運行的問題,嚴重影響用戶收益。

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