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干貨 | 從效率和壽命看光伏組件和逆變器配比

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光伏組件容量和逆變器容量比,習慣稱(chēng)為容配比。合理的容配比設計,需要結合具體項目的情況綜合考慮,主要影響因素包括輻照度、系統損耗、逆變器的效率、逆變器的壽命、逆變器的電壓范圍、組件安裝角度等方面,由于逆變器只占系統成本5%左右,在分布式光伏電站系統中,靠組件超配而減少逆變器數量或者功率,投資收益很少,還會(huì )帶來(lái)別的問(wèn)題,具體分析如下:

1、不同區域輻照度不同

根據國家氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能評估中心劃分標準,將我國太陽(yáng)能資源地區分為四類(lèi),不同區域輻照度差異較大。即使在同一資源地區,不同地方的全年輻射量也有較大差異。例如,同是I類(lèi)資源區的西藏噶爾和青海格爾木,噶爾的全年輻射量為7998MJ/m2,比格爾木的6815MJ/m2高17%。意味著(zhù)相同的系統配置,即相同的容配比下,噶爾地區的發(fā)電量比格爾木高17%。若要達到相同的發(fā)電量,可以通過(guò)改變容配比來(lái)實(shí)現。

2、系統損耗

光伏系統中,能量從太陽(yáng)輻射到光伏組件,經(jīng)過(guò)直流電纜、匯流箱、直流配電到達逆變器,當中各個(gè)環(huán)節都有損耗。如圖所示,直流側損耗通常在7-11%左右,逆變器損耗約1-2%,總損耗約為8-13%(此處所說(shuō)的系統損耗不包括逆變器后面的變壓器及線(xiàn)路損耗部分)。

也就是說(shuō),在組件容量和逆變器容量相等的情況下,由于客觀(guān)存在的各種損耗,逆變器實(shí)際輸出最大容量只有逆變器額定容量的90%左右,即使在光照最好的時(shí)候,逆變器也沒(méi)有滿(mǎn)載工作。

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3、逆變器效率

逆變器的效率并不是恒值,有功率開(kāi)關(guān)器件損耗和磁性損耗,在低功率時(shí),效率比較低,在40%到60%功率時(shí),效率最高,超過(guò)60%時(shí),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。

4、逆變器的壽命

光伏逆變器是電子產(chǎn)品,其可靠性和逆變器運行溫度有很大關(guān)系,其中電容、風(fēng)扇,繼電器等元器件溫度提高10℃,失效率可會(huì )提高50%以上。而運行溫度又和功率相關(guān),據統計,逆變器長(cháng)期工作在功率80-100%比功率40-60%,壽命要低20%左右。

5、逆變器的最佳工作電壓范圍

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組件,工作電壓30.5V,配12塊工作電壓366V,總功率為3.12kW為最佳。30KW逆變器配260W組件,接126塊組件,每一路21串,電壓為640.5V,總功率為32.76kW為最佳。

逆變器.jpg

綜上各種因素,系統功率在逆變器額定功率40-60%之間,效率最高,壽命最長(cháng)。為了把逆變器性能發(fā)揮最佳,根據光照條件不同,組件和逆變器有不同的配比。

在一類(lèi)光照地區,平均日照時(shí)間超過(guò)5小時(shí),發(fā)電時(shí)間按每天10小時(shí)計算,建議組件和逆變器按1:1配置,平均功率為50%左右;

在二類(lèi)光照地區,平均日照時(shí)間4小時(shí),發(fā)電時(shí)間按每天9小時(shí)計算,建議組件和逆變器按1.1:1配置,(4*1.1)/9,平均功率為49%左右;

在三類(lèi)平均日照時(shí)間3.5小時(shí)的光照地區,發(fā)電時(shí)間按每天8.5小時(shí)計算,建議組件和逆變器按1.2:1配置,(3.5*1.2)/8.5,平均功率為49.4%左右。

在三類(lèi)平均日照時(shí)間低于3小時(shí)的光照地區,發(fā)電時(shí)間按每天8小時(shí)計算,建議組件和逆變器按1.3:1配置,(3*1.3)/8,平均功率為48.75%左右。

山地電站朝向各異,分布式光伏屋面情況的復雜性、朝向各異,因此有光伏組件不朝南,彩鋼瓦屋頂傾斜角度不是最佳傾角的情況。逆變器的配置可以根據具體情況靈活處理。

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