干貨 | 從效率和壽命看光伏組件和逆變器配比
光伏組件容量和逆變器容(rong)量比(bi),習慣稱為容(rong)配(pei)比(bi)。合理的容(rong)配(pei)比(bi)設計,需要結合具(ju)體項目的情況綜合考慮,主(zhu)要影(ying)響因素包括輻(fu)照度、系統損(sun)耗、逆變(bian)器的效率、逆變(bian)器的壽命、逆變(bian)器的電壓范圍、組件安裝角度等(deng)方面(mian),由于逆變(bian)器只占系統成本5%左右(you),在分(fen)布式光伏電站系統(tong)中,靠組(zu)件(jian)超配而減少(shao)(shao)逆變器數量或者(zhe)功率(lv),投資收(shou)益很少(shao)(shao),還會帶來別的問(wen)題,具體分析如下:
1、不同區域輻照度不同
根據國家(jia)氣(qi)象局風(feng)能(neng)太(tai)陽能評估(gu)中心劃分標準(zhun),將我國太陽能資(zi)源地(di)區(qu)(qu)分為四類,不(bu)同區(qu)(qu)域(yu)輻(fu)照度差異較(jiao)大。即使(shi)在同一資(zi)源地(di)區(qu)(qu),不(bu)同地(di)方的(de)(de)(de)全年輻(fu)射量(liang)也有較(jiao)大差異。例如,同是I類資(zi)源區(qu)(qu)的(de)(de)(de)西藏噶爾和青海格(ge)爾木,噶爾的(de)(de)(de)全年輻(fu)射量(liang)為7998MJ/m2,比格(ge)爾木的(de)(de)(de)6815MJ/m2高17%。意味著相同的(de)(de)(de)系統配置,即相同的(de)(de)(de)容配比下,噶爾地(di)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)發電量(liang)比格(ge)爾木高17%。若要達到相同的(de)(de)(de)發電量(liang),可以通過改變容配比來實現。
2、系(xi)統(tong)損耗
光伏(fu)系統中,能(neng)量(liang)從(cong)太陽輻射(she)到光伏組件,經過(guo)直(zhi)流電(dian)纜、匯(hui)流箱、直(zhi)流配電(dian)到達逆(ni)變器(qi),當中各個環節都有損(sun)耗(hao)。如(ru)圖所示,直(zhi)流側(ce)損(sun)耗(hao)通常在7-11%左右(you),逆(ni)變器(qi)損(sun)耗(hao)約(yue)1-2%,總損(sun)耗(hao)約(yue)為(wei)8-13%(此處所說的(de)系統損(sun)耗(hao)不(bu)包括(kuo)逆(ni)變器(qi)后(hou)面的(de)變壓器(qi)及線(xian)路(lu)損(sun)耗(hao)部分)。
也就(jiu)是說,在組件容(rong)(rong)量(liang)(liang)和逆(ni)變器(qi)容(rong)(rong)量(liang)(liang)相等的(de)情況下,由(you)于(yu)客觀(guan)存在的(de)各種損耗(hao),逆(ni)變器(qi)實際輸出最大(da)容(rong)(rong)量(liang)(liang)只有逆(ni)變器(qi)額(e)定(ding)容(rong)(rong)量(liang)(liang)的(de)90%左(zuo)右,即使(shi)在光照最好的(de)時候,逆(ni)變器(qi)也沒有滿(man)載工作。
3、逆(ni)變器效率(lv)
逆變器的效率(lv)并不是恒值,有功(gong)率(lv)開(kai)關器件損耗和磁性損耗,在(zai)低(di)功(gong)率(lv)時(shi),效率(lv)比較低(di),在(zai)40%到60%功(gong)率(lv)時(shi),效率(lv)最高,超過60%時(shi),效率(lv)逐漸降低(di)。因此,要(yao)把(ba)光伏功(gong)率(lv)的總功(gong)率(lv)控制在(zai)逆變器功(gong)率(lv)的40%到60%之間,獲得最佳效率(lv)。
4、逆變器的壽命(ming)
光(guang)伏逆變器是(shi)電子產品,其可(ke)靠性和逆(ni)變器(qi)運(yun)行(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)有很(hen)大(da)關(guan)系,其中電容、風扇,繼(ji)電器(qi)等元(yuan)器(qi)件溫(wen)(wen)度(du)(du)提高(gao)10℃,失效(xiao)率(lv)可(ke)會提高(gao)50%以上。而運(yun)行(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)又和功(gong)率(lv)相(xiang)關(guan),據統(tong)計,逆(ni)變器(qi)長期工作在功(gong)率(lv)80-100%比功(gong)率(lv)40-60%,壽(shou)命要(yao)低(di)20%左(zuo)右。
5、逆(ni)變器的最佳工作電(dian)壓(ya)范圍
工作電(dian)壓(ya)在逆(ni)變(bian)(bian)器的額(e)定工作電(dian)壓(ya)左右,效率(lv)(lv)(lv)最(zui)高,單相(xiang)220V逆(ni)變(bian)(bian)器,逆(ni)變(bian)(bian)器輸(shu)入(ru)額(e)定電(dian)壓(ya)為360V,三相(xiang)380V逆(ni)變(bian)(bian)器,逆(ni)變(bian)(bian)器輸(shu)入(ru)額(e)定電(dian)壓(ya)為650V。如3kW逆(ni)變(bian)(bian)器,配(pei)260W組件(jian),工作電(dian)壓(ya)30.5V,配(pei)12塊工作電(dian)壓(ya)366V,總(zong)功率(lv)(lv)(lv)為3.12kW為最(zui)佳(jia)。30KW逆(ni)變(bian)(bian)器配(pei)260W組件(jian),接126塊組件(jian),每一路(lu)21串(chuan),電(dian)壓(ya)為640.5V,總(zong)功率(lv)(lv)(lv)為32.76kW為最(zui)佳(jia)。
綜上各種(zhong)因(yin)素,系統(tong)功(gong)率在(zai)逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)額(e)定功(gong)率40-60%之間,效率最(zui)高,壽命最(zui)長。為了(le)把(ba)逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)性能發揮最(zui)佳,根據光(guang)照條件不同(tong),組(zu)件和(he)逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)有(you)不同(tong)的配比。
在一類(lei)光照(zhao)地區,平(ping)均日(ri)照(zhao)時間超(chao)過5小時,發(fa)電時間按每天10小時計(ji)算,建議組件(jian)和逆變器(qi)按1:1配置,平(ping)均功率為50%左(zuo)右;
在二(er)類光照地區,平均(jun)日照時(shi)間4小時(shi),發(fa)電(dian)時(shi)間按(an)每天9小時(shi)計算,建議組件和逆變器按(an)1.1:1配(pei)置,(4*1.1)/9,平均(jun)功率為49%左(zuo)右;
在(zai)三類平均(jun)日照時(shi)(shi)間3.5小時(shi)(shi)的光照地區,發電時(shi)(shi)間按每(mei)天8.5小時(shi)(shi)計算,建議組件和(he)逆(ni)變器(qi)按1.2:1配置,(3.5*1.2)/8.5,平均(jun)功(gong)率為49.4%左右(you)。
在(zai)三類平均(jun)日照時(shi)(shi)間低于(yu)3小時(shi)(shi)的光照地區,發(fa)電時(shi)(shi)間按每天8小時(shi)(shi)計算,建議組件和逆變(bian)器(qi)按1.3:1配置,(3*1.3)/8,平均(jun)功率為48.75%左右(you)。
山(shan)地電站朝(chao)(chao)向各異(yi),分布式光伏屋面情況(kuang)的復雜性、朝(chao)(chao)向各異(yi),因此有(you)光伏組(zu)件不(bu)(bu)朝(chao)(chao)南,彩鋼瓦屋頂(ding)傾斜角(jiao)度不(bu)(bu)是(shi)最佳(jia)傾角(jiao)的情況(kuang)。逆變器的配置可(ke)以根據具體情況(kuang)靈活處(chu)理(li)。
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