在逆變器的技術參數中, 有一個最大允許接入功率, 大部分廠家都是標稱為額定功率的1.1倍到1.2倍, 但有些廠家為了顯示自己的超配能力, 標稱為額定功率的1.4倍, 有的甚至到1.7倍。
而使用者根據這個技術參數去設計系統, 結果在天氣好的時候, 如下圖所示的逆變器限額運行, 會給用戶造成發電量損失。
配比失敗的案例
由於逆變器只占光伏系統成本5%左右, 靠元件超配而減少逆變器投資, 不僅不划算, 還會帶來別的問題。 要綜合考慮光照條件因素, 安裝場地因素, 組件因素和逆變器因素等等, 科學設計, 具體問題具體分析。
筆者歷時近1月, 對影響光伏元件和逆變器配比的因素進行了調查, 共收集了四大類12個影響因素, 具體如下:
一 光照條件因素
(1)不同區域輻照度不同
根據國家氣象局風能太陽能評估中心劃分標準, 將我國太陽能資源地區分為四類,
(2)安裝海拔高度
海拔越高空氣越稀薄, 大氣對太陽輻射的削弱作用越小, 則到達地面的太陽輻射越強。 例如, 青藏高原是我國太陽輻射最強的地區。 而空氣越稀薄的地方, 逆變器散熱就越差, 海拔超過一定的高度, 逆變器就要降額運行, 此消彼長, 在高海的地方, 逆變器一般要考慮少配元件。
二 安裝場地因素
(1)直流側系統效率
光伏系統中, 能量從太陽輻射到光伏元件, 經過直流電纜、匯流箱、直流配電到達逆變器, 當中各個環節都有損耗。 不同的安裝方式, 直流側損耗大不一樣, 集中式地面電站, 由於前面直流電纜較長, 還有匯流箱, 直流配電櫃和防反二極體, 直流開關等設備和器件, 直流側系統效率通常為90%左右, 而分散式光伏系統, 由於元件直流接入逆變器, 沒有別的配件, 如果逆變器就近安裝, 直流電纜可以很短, 直流側系統效率可以做到98%。
(2)逆變器散熱條件
逆變器一般要安裝在通風好, 避免陽光直射的地方, 這樣有利於散熱。 如果由於場地限制, 逆變器不得不安裝在封閉不利於散熱的地方, 就要考慮逆變器的降額問題,
(3)電網電壓變化
逆變器的額度輸出功率是在額定輸出電壓時的最大功率, 並不是一成不變的, 如果在用電高峰期, 電網電壓會下降, 這時逆變器就達不到額定功率, 如某HW公司33KTL逆變器, 最大輸出電流是48A, 標稱額定功率是33KW, 這是地額定輸出電壓400V的功率, 48A*400V*1.732=33.KW, 如果電網電壓降到360V, 則逆變器輸出功率48A*360V*1.732=30.KW。
三 元件因素
(1) 功率正公差
為了滿足光伏元件衰減25年不超過20%, 很多元件廠對剛出廠的元件都有0-5%的正公差, 如265W的元件, 剛出廠的實際功率可能有275W。
(2) 負溫度係數
元件的功率溫度系統約-0.41%/℃, 元件溫度下降, 元件的功率會升高。 一塊250W的元件, 在不考慮設備損耗的情況下, 在我國陽光最好的地區, 如寧夏北部、甘肅北部、新疆南部等地區,
(3) 雙面元件
雙面元件不僅可以接收正面陽光的輻射功率, 背面還可以接收陽光反射輻射功率, 不同物體, 在不同的光譜波段對陽光的反射率不同。 雪地、濕地、小麥、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 逆變器因素
(1)逆變器效率
逆變器的效率並不是恒值, 有功率開關器件損耗和磁性損耗, 在低功率時, 效率比較低, 在40%到60%功率時, 效率最高, 超過60%時, 效率逐漸降低。 因此, 要把光伏功率的總功率控制在逆變器功率的40%到60%之間, 獲得最佳效率。
(2)逆變器的壽命
光伏逆變器是電子產品,其可靠性和逆變器運行溫度有很大關係,其中電容、風扇,繼電器等元器件溫度提高10℃,失效率可會提高50%以上。而運行溫度又和功率相關,據統計,逆變器長期工作在功率80-100%比功率40-60%,壽命要低20%左右。
(3)逆變器的最佳工作電壓範圍
工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,單相220V逆變器,逆變器輸入額定電壓為360V,三相380V逆變器,逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器,配260W元件,工作電壓30.5V,配12塊工作電壓366V,功率為3.12kW為最佳。30KW逆變器配260W元件,接126塊元件,每一路21串,電壓為640.5V,總功率為32.76kW為最佳。
(4)逆變器的輸出功率和超載能力
不同品牌同一個功率段的逆變器,輸出功率也是不一樣的,如A公司40KTL逆變器,額定輸出功率只有36KW,不但沒有超載能力,反而還要降載到90%,而B公司40KW的逆變器,輸出最大功率在功率因素為1的情況下可以達到44.4KW,可以超載1.1倍,所以同樣大小的逆變器,B公司的40KW逆變器要比A公司40KTL逆變器要多配20%的組件。
A公司40KTL逆變器
B公司40KW的逆變器
結論
綜上各種因素,逆變器和元件的配比確實不是簡單的事,要綜合考慮各種因素,打一個比方,元件好比是貴重貨物,逆變器則是一匹馬,聽取資深老司機的意見,寧願大馬拉小車,也不要小馬拉大車。
下面這幾個地方要特別注意:
1、超過2000米高海拔地區;
2、安裝場地逆變器散熱不好;
3、安裝場地電網電壓偏低;
4、輸出功率偏低逆變器。
FR:泓達光伏 劉繼茂
(2)逆變器的壽命
光伏逆變器是電子產品,其可靠性和逆變器運行溫度有很大關係,其中電容、風扇,繼電器等元器件溫度提高10℃,失效率可會提高50%以上。而運行溫度又和功率相關,據統計,逆變器長期工作在功率80-100%比功率40-60%,壽命要低20%左右。
(3)逆變器的最佳工作電壓範圍
工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,單相220V逆變器,逆變器輸入額定電壓為360V,三相380V逆變器,逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器,配260W元件,工作電壓30.5V,配12塊工作電壓366V,功率為3.12kW為最佳。30KW逆變器配260W元件,接126塊元件,每一路21串,電壓為640.5V,總功率為32.76kW為最佳。
(4)逆變器的輸出功率和超載能力
不同品牌同一個功率段的逆變器,輸出功率也是不一樣的,如A公司40KTL逆變器,額定輸出功率只有36KW,不但沒有超載能力,反而還要降載到90%,而B公司40KW的逆變器,輸出最大功率在功率因素為1的情況下可以達到44.4KW,可以超載1.1倍,所以同樣大小的逆變器,B公司的40KW逆變器要比A公司40KTL逆變器要多配20%的組件。
A公司40KTL逆變器
B公司40KW的逆變器
結論
綜上各種因素,逆變器和元件的配比確實不是簡單的事,要綜合考慮各種因素,打一個比方,元件好比是貴重貨物,逆變器則是一匹馬,聽取資深老司機的意見,寧願大馬拉小車,也不要小馬拉大車。
下面這幾個地方要特別注意:
1、超過2000米高海拔地區;
2、安裝場地逆變器散熱不好;
3、安裝場地電網電壓偏低;
4、輸出功率偏低逆變器。
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