为什么微型逆变器是户用光伏的优选?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/11/23 16:52

因为微型逆变器兼具高效与安全性是户用光伏的最优选。

1、 克服“木桶效应”,最大化发电效率

组串式发电系统存在短板效应会大幅下降发电功率。短板效应即木桶效应,指 一只水桶能盛多少水取决于木桶最短的那块木板,光伏系统中的木桶效应则是指系 统输出的电流往往取决于系统中电流最小的那块组件。在电站实际应用中,阴影遮 挡、云雾变化、污垢积累、组件温度不一致等内外部不理想条件,都会造成组件内部各光伏单元输出功率不一致,进而导致各组输出功率不一致,从而导致整个系统 组件失配,整个系统的发电功率都随之下降。

微型逆变器能克服短板效应,最小化个别组件的影响。微逆多路独立的 MPPT 输入设计,可将每块组件的输出优化在最大功率点附近,系统发电量是所有组件发 电量总和。此外,微逆启动功率更低,决定了其工作时间更长,从质和量两方面贡 献更高的发电效率。

微逆可以最小化遮挡物的影响,稳定系统输出。在面对阴影遮挡这类问题的时 候,系统设计之初就考虑到组件朝向、排布带来的影响,尽量规避在会产生阴影的 地方安装组件。而在面对无法消除的遮挡的时候,微型逆变器就是一个较好的解决 方案。在《基于微型逆变器和组串逆变器光伏并网系统的发电效率对比》中刘潇通 过实验对比发现,光伏系统中任意组件中的任何一个电池单元被遮挡 5%,即单块 组件被遮挡约 0.083%面积时,组串逆变系统整体发电效率下降约 5%,而微型逆变 系统只有约 0.5%。组串逆变系统中,组件功率失配比例越大,失配数量越多,发电 效率损失越多;而微型逆变系统,因为其具有组件级最大功率追踪特性,系统发电 效率只受有问题组件影响,不存在失配问题。

2、 节约二次成本,全生命周期成本更低

微型逆变器生命周期更长,省去二次安装成本。微型逆变器多采用全灌胶工艺, 且具有 IP67 防护等级,能适应于更多的应用场景。设计寿命 25 年,与组件生命周 期同步,不用中途更换,更加符合光伏系统的设计使用。传统组串式逆变器的寿命大多在 10 年左右,且微逆厂家提供的质保期限一般长于组串式逆变器,一次购买 后续花费小。

组件级监控,提高运维效率,节约故障维修成本。微型逆变器具有组件级监控 功能,可精准定位每一块组件的位置并且对每一块组件的发电效率进行实时监控。 当任意一块组件出现问题时,运维人员可以通过序列号等信息清楚得找到“问题组 件”。线上完成平台远程集中管理、故障远程诊断, 可节省大量的时间和人力物力, 降低光伏系统在全生命周期当中的运维费用。

基于高转换效率和低运维成本,微型逆变器的 LCOE(度电成本)至少可降低 10%。以某 1MW 工商业电站项目进行计算分析,假设年发电量不变,电价以我国 电均价 0.54/kWh 为基准,组件价格 1.95 元/W。

假设传统组串式逆变器单价为 0.18 元/W,安装价格 1.5 元/W,寿命 10 年,在 25 年的电站生命周期中,考虑更换 2 次传统逆变器。而微型逆变器比组串逆变器高 0.22 元/W,安装价格高 0.1 元/W,年发电量高出 5.7%,在电站生命周期中不更换 微型逆变器。

根据我们的测算,使用组串式逆变器的工商业电站的 IRR 为 14.93%,LCOE 为 0.366 元/W。而使用微型逆变器的工商业电站的 IRR 为 15.33%,LCOE 为 0.329 元 /W。尽管微逆的初始投资成本高出组串式逆变器一倍,但由于后续发电量的加持、 运维成本的下降以及无二次更换成本等因素,度电成本 LCOE 比采用传统逆变器的 系统降低了约 10.1%,如果考虑到阴影遮挡,传统逆变器的发电量因短板效应将大 幅下降,两种逆变器之间的发电量差异将进一步扩大,微型逆变器的 LCOE 优势将 更为明显。

3、 具备直流关断功能,安全性更优

光伏直流安全已成为分布式光伏电站的共识,安全标准制定利好组件级电力电 子设备。欧美对光伏安全关断及电压有明确标准并在法规下强制执行。此外,包括 泰国、澳洲、墨西哥和中国都针对分布式光伏的安全性制定了相应的政策和安全性 标准。

微型逆变器具有天然无直流高压的优势。分布式光伏发电系统由于靠近用户端, 对安全性、发电效率、可靠性皆提出了更高的要求。微型逆变器运行时输出直流电 压一般为 20-50V,从根源上解决了直流拉弧引起火灾的风险。且通过组件级的快速 关断,可迅速切断组件之间的连接,降低工作人员触电风险。

微型逆变器可集成逆变、监控、功率优化、关断功能,是运行时切断直流高压 风险的唯一解决方案。尽管微型逆变器、优化器和关断器都属于组件级电力电子技 术的相关产品,但二者都不具备逆变功能,需要额外适配逆变器。且“组串式逆变 器+优化器/关断器”方案中组件仍然是串联的状态,光伏发电系统在运行过程中仍 会形成直流高压。