《太阳能发电》杂志:目前市场上有哪些主要的逆变器技术,各自的优势是什么?
李继生:目前市场上的光伏逆变器技术流派大约有以下几种:
集中式逆变器。适合大型荒漠电站和集中大型屋顶电站使用。其优点是适合兆瓦级的项目应用,技术比较成熟,相比其他解决方案成本也较低一些。
组串式逆变器。适合小型电站和商用屋顶电站。优点是采用多个MPPT,可以实现更为精确的跟踪,同时在一定程度上解决了Mis-Match问题。
模块式逆变器。既适合屋顶电站又适合大型荒漠电站。其优点表现在,某个模块出现故障不会影响整机工作,整机还能输出较大功率,从而降低了停机风险;早晚太阳光不强的时候,可以自动关掉部分模块,等光照强度足够时再开启所有模块,从而提高整体效率。
微型逆变器。更适合住宅屋顶电站。其优点有,使每块电池板的输出效率最高,且彼此不影响,较好地解决了阴影造成的Mis-Match问题,提高了整机效率;因为没有高压部分,因此安全性较好;安装简单,不需要独立房间,可以跟随组件移动。
DC-DC优化器。适合商用屋顶电站和住宅屋顶电站。优点是,每个模块都有MPPT,效率高;后级的逆变器里只有DC/AC,输入范围窄,控制简单;和微逆相比,成本略低。
现在国内市场的主流产品,还是大功率逆变器。从技术流派的角度来看,则主要是集中式逆变器和组串式逆变器。
大功率逆变器和小功率逆变器在技术本质上没有什么差别,只是应用市场不同,关注点有所区别。组串式逆变器的输入由一路以上相同或不同电池串组成,每一串电池组件有单独的MPPT跟踪。而集中式逆变器的输入则是由相同电池组串经汇流箱、直流柜汇流,集中输入,只有一个统一的MPPT跟踪。从合理性来讲,组串式逆变器可能更合理一些。但从成本的角度看,组串式逆变器则比集中式逆变器的竞争力差一些。
微型逆变器技术在国内应用很少,因为微型逆变器更适合小规模的屋顶光伏项目,而国内这方面的项目很少。国内也已有企业在开发微型逆变器产品,但还没有形成量产,主要原因还是成本太高、应用少。
“低成本制约了技术的发展”
《太阳能发电》杂志:光伏逆变器技术目前处于怎样的发展阶段?未来三至五年或更长时间内,可能的技术发展趋势是什么?
李继生:光伏逆变器技术的发展,取决于光伏应用市场的发展及其需求。现阶段的光伏发电应用市场,表现出两个明显的特征,一是应用模式的多元化,二是经济性决定系统配套技术(或产品)的竞争力。
目前的光伏逆变器技术正处在标准升级换代以及多种技术流派并存的发展阶段,但光伏应用市场多元化应用模式和对成本的要求,在某种程度上制约着各技术流派的发展。
未来三五年光伏逆变器的技术发展趋势,我觉得,应该是大功率逆变器朝兆瓦级方向发展,以提高功率密度和转换效率为技术方向,中、小功率逆变器则朝向微型化方向发展,以专用IC替代分离电子元器件、提高可靠性和降低成本为特征。
微型逆变器和DC-DC优化器可能是未来的趋势,因为更具合理性。虽然太阳照射到地球的光能是恒定的,但经过电池板转化成电能却受到昼夜、天空云层、环境温度、光照条件变化等因素的影响,因此太阳能发电属于间歇性电源。从发电和跟踪的角度来看,由于太阳功率的变化,加上电池板之间本身也存在着差异,因此当系统运行时,各个电池板之间发电效率会存在差异,如果由组串式逆变器来跟踪,就很难跟踪到每块电池板的最大功率,只有采用跟踪单块电池板的技术,才会跟踪到每块电池板的最大功率。
微逆和DC-DC优化器的区别是,前者是将每块电池板的直流电逆变成交流电接入到交流电网,而优化器则是将每块电池板的电压升高,比如400V、500V,然后再集中逆变。相对来说,微型逆变器更具有技术优势,而优化器的成本会低一些。目前微型逆变器和DC-DC优化器有朝着专用IC(集成电路——编注)发展的趋势,而专用IC的成本跟量有很大的关系,一旦规模达到一定程度,其竞争力将不可小视。
不过,由于成本的原因,微型逆变器的大面积推广还有许多问题需要解决。另外,虽然分布式电站比大型地面电站更符合光伏技术的特点,但我个人认为,就目前中国的政策和市场资源条件来看,国内的家用屋顶电站市场规模可能不会太大,因此微型逆变器在国内的市场空间比较有限。