自2015年國家推出“光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃”以來，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。各家企業(yè)紛紛拿出看家本領(lǐng)研發(fā)創(chuàng)新。尤其是隨著領(lǐng)跑者項(xiàng)目中復(fù)雜山丘電站的增多，組串逆變器的新產(chǎn)品、新技術(shù)應(yīng)用層出不窮。然而到底什么是先進(jìn)技術(shù)呢？什么樣的技術(shù)才符合組串逆變器的發(fā)展趨勢(shì)呢？本文將一一向您揭密！
趨勢(shì)一：?jiǎn)螜C(jī)功率越來越大，進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)投資成本
光伏競(jìng)價(jià)上網(wǎng)時(shí)代給電站投資帶來挑戰(zhàn)，通過精細(xì)化的設(shè)計(jì)和合理的容配比可以降低成本，提高收益。組串逆變器通過技術(shù)創(chuàng)新，增大功率后可以降低系統(tǒng)單位成本。以陽光電源推出的80kW組串逆變器SG80KTL-M為例，可以接入16路組串，支持1.25倍以上超配，單臺(tái)逆變器可以接入更多組串?dāng)?shù)量，減少逆變器使用數(shù)量，節(jié)省成本。
同時(shí)，80kW產(chǎn)品交流輸出側(cè)直連變壓器，無需交流匯流箱，減少電纜用量，進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)成本。據(jù)測(cè)算，在100MW電站容量下，使用80kW產(chǎn)品比一般的50kW產(chǎn)品至少可節(jié)約初始投資成本1400萬元。
圖1：80kW與50kW逆變器方案系統(tǒng)成本對(duì)比(元/Wp)
趨勢(shì)二：智能風(fēng)扇散熱成主流，延長(zhǎng)逆變器壽命
在烈日炎炎的夏季，地面溫度高達(dá)五六十度，逆變器面臨內(nèi)部功率損耗帶來的熱量及外部高溫的烘烤，如果逆變器長(zhǎng)期在這種溫度下工作，產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性將受到影響，壽命也將大打折扣。
筆者實(shí)地抽取了不同廠家不同散熱方式的兩款組串逆變器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在同樣的環(huán)境溫度下，采用風(fēng)扇散熱的逆變器內(nèi)部環(huán)境溫度及核心器件溫升比自然冷卻的逆變器低約10℃左右。根據(jù)電子器件壽命與環(huán)境溫度的“10度法則”，這就意味著自冷式組串逆變器的壽命僅為智能風(fēng)扇散熱逆變器壽命的一半。同時(shí)，高溫情況下，自冷式逆變器還會(huì)降功率運(yùn)行，嚴(yán)重影響用戶收益。
圖2：不同類型逆變器溫度降額曲線對(duì)比
因此，為了提高逆變器的散熱能力，保障逆變器使用壽命，維護(hù)業(yè)主利益，采用IP68高防護(hù)智能風(fēng)扇散熱已成為組串逆變器發(fā)展主流。
趨勢(shì)三：具備PID自主防護(hù)及修復(fù)功能，減少發(fā)電損失
光伏組件長(zhǎng)期暴露在高溫、潮濕的環(huán)境中，很容易產(chǎn)生PID效應(yīng)，影響電站發(fā)電量，致使業(yè)主收益大幅降低。為有效抑制組件PID衰減，必須從根上去除，要求組串逆變器內(nèi)置PID自主防護(hù)及修復(fù)功能。組串式方案中每個(gè)單元陣列逆變器都配套一個(gè)PID防護(hù)裝置，放置在通訊柜中。通過PID防護(hù)裝置，將方陣內(nèi)所有組件負(fù)極電位抬升，保證負(fù)極電位最低的組件負(fù)極電壓高于地面電壓，達(dá)到負(fù)極虛擬接地目的，如此一來改善電氣所處環(huán)境，徹底消除PID現(xiàn)象。
對(duì)已經(jīng)發(fā)生PID衰減的組件，建議使用集成PID修復(fù)電路的逆變器，夜間從交流取電，在電池板負(fù)極和大地之間施加正向偏壓，修復(fù)PID衰減組件，無需額外增加設(shè)備，及時(shí)挽救業(yè)主的發(fā)電量損失。
圖3：集成PID修復(fù)方案
趨勢(shì)四：更高精度的組串智能檢測(cè)，提高運(yùn)維效率
如今，先進(jìn)的智能化運(yùn)維管理成為電站發(fā)展的主流趨勢(shì)，通過智能化運(yùn)維管理不斷提高系統(tǒng)運(yùn)維效率，減少系統(tǒng)發(fā)電量損失。此外，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維管理除了需要依靠互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)以外，關(guān)鍵是需要更精細(xì)、更準(zhǔn)確的傳感器技術(shù)，從組件-組串-設(shè)備-方陣-電站-電網(wǎng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要精細(xì)化、高精度傳感器進(jìn)行檢測(cè)，為智能運(yùn)維建立準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)在主流廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)0.5%高精度組串智能檢測(cè)與IV掃描功能，精確識(shí)別并定位發(fā)電異常組件，提升故障處理效率。
圖4：精細(xì)化管理組串狀態(tài)
趨勢(shì)五：集成跟蹤系統(tǒng)供電，交直流冗余供電接口
在領(lǐng)跑者基地項(xiàng)目中，支架跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多，跟蹤系統(tǒng)本身需要電力供給和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。而跟蹤系統(tǒng)電力通常來自于電站的站內(nèi)供電系統(tǒng)，屬于單路供電，如果需要跟蹤系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，因?yàn)殡娏θ笔ФD(zhuǎn)不動(dòng)，必然導(dǎo)致電量損失。此外跟蹤系統(tǒng)的運(yùn)行信息監(jiān)測(cè)也需要有通訊線纜，增加了成本，有沒有辦法省掉呢？
如果把跟蹤系統(tǒng)和核心逆變器進(jìn)行融合集成，則可以完美解決以上問題：第一，逆變器可以給跟蹤系統(tǒng)冗余供電，不僅可以保證跟蹤系統(tǒng)可靠運(yùn)行，提升發(fā)電量，還可以節(jié)省配電箱/分線盒及配電電纜成本1~2分/W；第二，電站信息的關(guān)鍵路徑、神經(jīng)中樞是在光伏逆變器，所以可以把跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、監(jiān)控信息通過逆變器透?jìng)鞯焦芾硐到y(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)無需單獨(dú)組建通訊網(wǎng)絡(luò)，可節(jié)省通訊成本1分/W。
趨勢(shì)六：1500V未來發(fā)展趨勢(shì)，降本增效利器
雖然光伏產(chǎn)業(yè)近幾年飛速發(fā)展，成本也大幅下跌，但是仍需要依靠政策扶持和政府補(bǔ)貼，光伏供電成本與傳統(tǒng)電力相比還有一定差距。
作為高耐壓系統(tǒng)，1500V電壓等級(jí)是光伏發(fā)電系統(tǒng)降本增效的重大變革。相比1000V系統(tǒng)，1500V系統(tǒng)可以增加連接逆變器的組件數(shù)量，減少線纜的損耗以及施工成本，系統(tǒng)成本節(jié)省0.1元/W，系統(tǒng)效率提高1%-3%，將有助于早日實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。陽光電源已于2016年發(fā)布了全球首款1500V組串逆變器SG80HV。
總結(jié)
“光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃”鼓勵(lì)企業(yè)使用先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新、淘汰落后產(chǎn)能，促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)升級(jí)。因此整個(gè)行業(yè)需要選擇真正符合發(fā)展趨勢(shì)、真正技術(shù)領(lǐng)跑的光伏產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展?？v觀整個(gè)光伏逆變器行業(yè)，陽光電源一直以來堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，組串逆變器始終站在技術(shù)的最前沿。未來，行業(yè)的發(fā)展離不開優(yōu)秀企業(yè)的指引，希望更多有實(shí)力的企業(yè)加入到先進(jìn)技術(shù)行列，助力行業(yè)早日實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。
