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技术交流
全面分析组件和逆变器的配比,光伏老司机历时1月的调查总结
发布时间:2017-06-14  来源:泓达光伏
摘要: 在逆变器的技术参数中,有一个最大允许接入功率,大部分厂家都是标称为额定功率的1.1倍到1.2倍,但有些厂家为了显示自己的超配能力,标称为额定功率的1.4倍,有的甚至到1.7倍。

在逆变器的技术参数中,有一个最大允许接入功率,大部分厂家都是标称为额定功率的1.1倍到1.2倍,但有些厂家为了显示自己的超配能力,标称为额定功率的1.4倍,有的甚至到1.7倍。

而用户根据这个技术参数去设计系统,结果在天气好的时候,如下图所示的逆变器限额运行,会给用户造成发电量损失。

由于逆变器只占光伏系统成本5%左右,靠组件超配而减少逆变器投资,不仅不划算,还会带来别的问题。要综合考虑光照条件因素,安装场地因素,组件因素和逆变器因素等等,科学设计,具体问题具体分析。

笔者历时近1月,对影响光伏组件和逆变器配比的因素进行了调查,共收集了四大类12个影响因素,具体如下:

一 光照条件因素

(1)不同区域辐照度不同

根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,将我国太阳能资源地区分为四类,不同区域辐照度差异较大。太阳高度角越大,穿越大气的路径就越短,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强;太阳高度角越大,等量太阳辐射散布的面积越小,太阳辐射越强。在太阳能资源好的地区,由于晴天云少,空气质量好,大气透明度高,太阳到达组件表面的辐射要比资源差的地区要高很多。

(2)安装海拔高度

海拔越高空气越稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强。例如,青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。而空气越稀薄的地方,逆变器散热就越差,海拔超过一定的高度,逆变器就要降额运行,此消彼长,在高海的地方,逆变器一般要考虑少配组件。

二 安装场地因素

(1)直流侧系统效率

光伏系统中,能量从太阳辐射到光伏组件,经过直流电缆、汇流箱、直流配电到达逆变器,当中各个环节都有损耗。不同的安装方式,直流侧损耗大不一样,集中式地面电站,由于前面直流电缆较长,还有汇流箱,直流配电柜和防反二极管,直流开关等设备和器件,直流侧系统效率通常为90%左右,而分布式光伏系统,由于组件直流接入逆变器,没有别的配件,如果逆变器就近安装,直流电缆可以很短,直流侧系统效率可以做到98%。

(2)逆变器散热条件

逆变器一般要安装在通风好,避免阳光直射的地方,这样有利于散热。如果由于场地限制,逆变器不得不安装在封闭不利于散热的地方,就要考虑逆变器的降额问题,要少配组件。

(3)电网电压变化

逆变器的额度输出功率是在额定输出电压时的最大功率,并不是一成不变的,如果在用电高峰期,电网电压会下降,这时逆变器就达不到额定功率,如某HW公司33KTL逆变器,最大输出电流是48A,标称额定功率是33KW,这是地额定输出电压400V的功率,48A*400V*1.732=33.KW,如果电网电压降到360V,则逆变器输出功率48A*360V*1.732=30.KW。

三 组件因素

(1) 功率正公差

为了满足光伏组件衰减25年不超过20%,很多组件厂对刚出厂的组件都有0-5%的正公差,如265W的组件,刚出厂的实际功率可能有275W。

(2) 负温度系数

组件的功率温度系统约-0.41%/℃,组件温度下降,组件的功率会升高。一块250W的组件,在不考虑设备损耗的情况下,在我国阳光最好的地区,如宁夏北部、甘肃北部、新疆南部等地区,有可能最大输出功率能到300W。

(3) 双面组件

双面组件不仅可以接收正面阳光的辐射功率,背面还可以接收阳光反射辐射功率,不同物体,在不同的光谱波段对阳光的反射率不同。雪地、湿地、小麦、沙漠,不同的地物在同一波段其反射率不同,同一地物在不同波段反射率也不同

四 逆变器因素

(1)逆变器效率

逆变器的效率并不是恒值,有功率开关器件损耗和磁性损耗,在低功率时,效率比较低,在40%到60%功率时,效率最高,超过60%时,效率逐渐降低。因此,要把光伏功率的总功率控制在逆变器功率的40%到60%之间,获得最佳效率。

(2)逆变器的寿命

光伏逆变器是电子产品,其可靠性和逆变器运行温度有很大关系,其中电容、风扇,继电器等元器件温度提高10℃,失效率可会提高50%以上。而运行温度又和功率相关,据统计,逆变器长期工作在功率80-100%比功率40-60%,寿命要低20%左右。

(3)逆变器的最佳工作电压范围

工作电压在逆变器的额定工作电压左右,效率最高,单相220V逆变器,逆变器输入额定电压为360V,三相380V逆变器,逆变器输入额定电压为650V。如3kW逆变器,配260W组件,工作电压30.5V,配12块工作电压366V,功率为3.12kW为最佳。30KW逆变器配260W组件,接126块组件,每一路21串,电压为640.5V,总功率为32.76kW为最佳。

(4)逆变器的输出功率和超载能力

不同品牌同一个功率段的逆变器,输出功率也是不一样的,如A公司40KTL逆变器,额定输出功率只有36KW,不但没有超载能力,反而还要降载到90%,而B公司40KW的逆变器,输出最大功率在功率因素为1的情况下可以达到44.4KW,可以超载1.1倍,所以同样大小的逆变器,B公司的40KW逆变器要比A公司40KTL逆变器要多配20%的组件。

结论

综上各种因素,逆变器和组件的配比确实不是简单的事,要综合考虑各种因素,打一个比方,组件好比是贵重货物,逆变器则是一匹马,听取资深老司机的意见,宁愿大马拉小车,也不要小马拉大车。

下面这几个地方要特别注意:

1、超过2000米高海拔地区;

2、安装场地逆变器散热不好;

3、安装场地电网电压偏低;

4、输出功率偏低逆变器。

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