光伏逆變器六大技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2018-05-17
核心提示：
中國(guó)制造的光伏逆變器已經(jīng)在全球新能源市場(chǎng)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，但盛況之后，逆變器市場(chǎng)會(huì)不會(huì)重蹈其它產(chǎn)業(yè)的覆轍？
和光伏組件的發(fā)展趨勢(shì)相似，光伏逆變器也是中國(guó)制造業(yè)成功國(guó)產(chǎn)化并引領(lǐng)全球市場(chǎng)、技術(shù)的典范之一。如今，中國(guó)制造的光伏逆變器已經(jīng)在全球新能源市場(chǎng)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，但盛況之后，逆變器市場(chǎng)會(huì)不會(huì)重蹈其它產(chǎn)業(yè)的覆轍，成為下一個(gè)沒(méi)有技術(shù)含量的中國(guó)制造呢?陽(yáng)光電源股份有限公司副總裁、CTO趙為博士近來(lái)在多個(gè)場(chǎng)合向行業(yè)分析了《光伏逆變器和系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)探討》。
隨著電站類型日益多樣化，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的挑戰(zhàn)：大型地面電站仍將保持較大的市場(chǎng)份額;隨著政策不斷完善，屋頂?shù)确植际诫娬緦⒖焖侔l(fā)展;農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、漂浮式光伏等新型應(yīng)用將增多。而逆變器的選型應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)“因地制宜，科學(xué)設(shè)計(jì)”的基本原則。對(duì)于不同的應(yīng)用的建議如下：
1. 針對(duì)大型地面電站，集中式逆變器一直是主流解決方案。更低的初始投資，更友好的電網(wǎng)接入，更低成本的后期運(yùn)維是選擇集中逆變器的主要依據(jù)。多個(gè)電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，在平坦無(wú)遮擋的應(yīng)用場(chǎng)合，集中式與組串式發(fā)電量持平;且集中式逆變器單機(jī)容量不斷增大，1MW以上的系統(tǒng)將逐漸增多;組串式逆變器作為補(bǔ)充，40-100kW等更大功率的組串式逆變器將逐步取代20-40kW的組串式逆變器。
2. 漁光互補(bǔ)、水上漂浮式、大型屋頂電站則需要重點(diǎn)考慮安裝和維護(hù)的便利性：需要盡可能靠近路邊安裝；由于安裝面平坦，無(wú)不同朝向，沒(méi)有局部遮擋，多路MPPT對(duì)發(fā)電量提升不明顯，因此首選集中式逆變器;且高濕環(huán)境下，需要重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)的PID防護(hù)問(wèn)題;以及光伏系統(tǒng)、漁業(yè)養(yǎng)殖的綜合收益最大化問(wèn)題。
3. 組串式逆變器由于單機(jī)容量小，MPPT數(shù)量多，配置靈活，主要適用于復(fù)雜的小型山丘電站、農(nóng)業(yè)大棚和復(fù)雜的屋頂?shù)葢?yīng)用場(chǎng)合。
針對(duì)逆變器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，隨著電站類型越來(lái)越復(fù)雜，逆變器的產(chǎn)品型譜將更加多樣化，以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。具體來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。
趨勢(shì)一：逆變器硬件高速發(fā)展
SiC、CAN、性能優(yōu)異的DSP等各種新型器件和新型拓?fù)涞膽?yīng)用，促使逆變器的效率不斷提高，目前逆變器的最大效率已經(jīng)達(dá)到99%，下一個(gè)目標(biāo)是99.5%;中國(guó)效率已經(jīng)達(dá)到A級(jí)，下一個(gè)目標(biāo)是A+，A++。
趨勢(shì)二：集中式逆變器功率加大，效率提高，電壓等級(jí)升高
2.5MW等更大功率等級(jí)的逆變器將廣泛應(yīng)用，與1MW方陣相比，2.5MW的方案可降低成本約0.1元/W，即100MW的電站可降低1000萬(wàn)初始投資。此外，通過(guò)電纜匹配后，保證直流部分的損耗一致。
值得一提的是，1500V系統(tǒng)將是大型電站的發(fā)展趨勢(shì)。相比1000V系統(tǒng)，除組件外可以節(jié)省0.2元/W的投資，相當(dāng)于100MW電站可節(jié)約投資2000萬(wàn)。同時(shí)，系統(tǒng)損耗可降低約0.27%。
趨勢(shì)三：組串式逆變器單機(jī)功率不斷提高，功率密度加大
組串型逆變器的功率不斷加大，目前最大功率已經(jīng)做到80kW,功率密度也在不斷提高，重量不斷降低，以適應(yīng)安裝維護(hù)困難的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境。陽(yáng)光電源的40kW組串式逆變器已經(jīng)做到了39kg，是目前業(yè)內(nèi)最輕的40kW產(chǎn)品。在散熱方面，陽(yáng)光電源一直堅(jiān)持智能風(fēng)扇散熱的方式，以進(jìn)一步降低內(nèi)部元器件的溫升，提升逆變器在高溫環(huán)境下的過(guò)載能力。所采用的風(fēng)扇防護(hù)等級(jí)為IP65，壽命可以達(dá)到7萬(wàn)小時(shí)，同時(shí)風(fēng)扇可以提供20年的質(zhì)保。
趨勢(shì)四：組件級(jí)產(chǎn)品(MLPE)越來(lái)越豐富
組件級(jí)的產(chǎn)品種類越來(lái)越豐富，如以Enphase為代表的微型逆變器，以SolarEdge為代表的功率優(yōu)化器等。 據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)GTM預(yù)計(jì)，組件級(jí)別電力電子(MLPE)設(shè)備的出貨量將從2013年的1.1GW增加至2017年的5GW以上。
趨勢(shì)五：電網(wǎng)適應(yīng)性不斷增強(qiáng)，各種保護(hù)更加完善，確保安全可靠
漏電流保護(hù)、SVG功能、LVRT、直流分量保護(hù)、絕緣阻抗檢測(cè)保護(hù)、PID防護(hù)、防雷保護(hù)、PV正負(fù)反接保護(hù)等不斷完善的功能，逆變器對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，不斷完善的保護(hù)功能，讓系統(tǒng)更加安全可靠。
趨勢(shì)六：逆變器的環(huán)境適應(yīng)能力不斷提高
隨著沿海、沙漠、高原等各種惡劣環(huán)境下的光伏電站應(yīng)用增多，逆變器的抗腐蝕性、抗風(fēng)沙等環(huán)境適應(yīng)性能不斷提高，以確保惡劣環(huán)境下的高可靠性。
在談到光伏系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，趙為表示，通過(guò)各種新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用不斷促進(jìn)光伏技術(shù)的進(jìn)步，提高系統(tǒng)效率PR，降低系統(tǒng)生命周期內(nèi)度電成本(LCOE)，最終實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)是大家共同奮斗的目標(biāo)。
電站的設(shè)計(jì)將更加精細(xì)化；系統(tǒng)集成度進(jìn)一步提高，集成逆變器、中壓變壓器的一體化解決方案可以將系統(tǒng)簡(jiǎn)化到極致，同時(shí)降低成本，方便使用，提高效率，提高可靠性。
光伏逆變器行業(yè)發(fā)展方興未艾，各種新技術(shù)，新產(chǎn)品，日新月異，可謂因地制宜，百家爭(zhēng)鳴；在大型地面電站，集中式解決方案初始投資更低，后期運(yùn)維成本僅是組串式1/3，多個(gè)電站運(yùn)行結(jié)果表明，組串式與集中式發(fā)電量持平，是用戶的首選; 2/2.5MW的解決方案將成為明年的主流;組串逆變器在分布式中的應(yīng)用也越來(lái)越多，高功率，高效率，高功率密度是未來(lái)發(fā)展方向;光伏+互聯(lián)網(wǎng)為廣大客戶認(rèn)可，數(shù)字化智慧型電站將成為主流；光伏+儲(chǔ)能應(yīng)用前景廣闊。