2016年新光伏领跑者计划不仅强调了技术先进性,还增加了竞价上网的内容,对光伏领跑技术基地采用招标、优选等竞争性比选方式配置项目资源。将电价作为主要竞争条件,这要求投资主体在保证技术先进性的前提下具备价格优势。对于光伏设备制造企业,只有加大技术创新来降低度电成本,才能在领跑者竞争中脱颖而出,最终促成平价上网光伏梦。
2.3 水面电站——推荐集中式方案
无论是打桩式还是漂浮式,组件安装面均十分平坦,不存在朝向不一致和遮挡问题,集中式方案除了在系统成本和度电成本、电网接入等方面具有与平坦地面电站相同优势外,在后期运维便利性、防腐能力、组件PID防护上优势更加明显。
(1)合理布局利于后期运维
集中式逆变器放置于维护通道两旁,水面光伏专用智能汇流箱沿子阵边缘摆放,当逆变器或汇流箱出现故障时,运维人员驾车即可抵达故障点,响应时间短,可减少因故障停机造成的发电量损失,如图7所示。
图7 集中式逆变器沿道路摆放,后期运维方便
图8 IP67防护等级MC4端子,连接更简单可靠
(2)防护等级达IP67,耐腐蚀能力强
水面光伏专用高防护智能汇流箱直流输入采用IP67防护的MC4端子,安装简单,接线更可靠,减少现场施工量,如图8所示。汇流箱整机具备IP67高防护等级,意味着设备即使浸入水中,也不会有水浸入箱体内部,可抵抗浪花拍打。
箱式逆变器和水面光伏专用汇流箱外壳采用的镀锌钢板是国内外知名厂家的高品质钢板产品,并施涂三层重防腐涂层(富锌底漆、环氧中间漆、丙烯酸面漆),总厚度达到280微米以上,保证在高湿高盐雾环境下不会腐蚀。
图9 三层油漆结构,耐腐蚀能力强
(3)专利PID防护方案
高湿环境加剧了光伏组件的PID衰减。电站系统设计和选型时,除了选择具备抗PID能力的组件外,还需要选择具备防PID功能的逆变器。阳光电源集中式逆变器采用了基于虚拟电位专利技术的PID防护和修复解决方案,可有效防止组件在潮湿环境下易发生PID衰减,并可对已发生PID现象的组件进行修复,表5为实际项目中进行对比测试数据,PID防护效果非常明显。
表5 阳光电源基于虚拟电位的专利防/反PID方案实际应用案例
实际应用案例。集中式逆变器在国内水面电站中已有很多成熟的应用案例,如图10所示。
图10 水面电站典型应用案例
2.4 复杂山丘电站 —— 推荐组串式方案
复杂山丘电站地形高低起伏不平,所安装的组件存在朝向不同和局部遮挡现象,组串式逆变器多路MPPT可在一定程度上减少失配带来的发电量损失。因此,复杂山丘电站推荐组串式逆变器。针对复杂山丘电站的特点,系统设计及组串式逆变器选型时需要重点关注以下几个方面:
(1)逆变器具备更强的“吞吐”能力
在实际光伏系统中,由于灰尘遮挡、朝向不同和局部遮挡带来的损失、组件衰减、电缆损耗等因素,实际传输到逆变器直流侧功率约为组件容量的90%以下,特别是光照资源相对较差的II III类资源区,传输到逆变器直流侧的功率远小于组件额定标称容量。若接入组件容量小于等于逆变器交流功率额定值时,逆变器、变压器及后端电气系统将长期处于轻载,系统利用率降低,间接地增加了系统投资成本,如图11(a)所示。因此,对于II、III类资源区,一般推荐接入组件容量是逆变器额定容量的1.2倍以上,组串式逆变器直流侧需配置足够的输入端子,即“吞”的能力要强。
图11 50kW组串式逆变器合理设计的价值
当辐照度较好或温度等环境条件变化时,组件输出功率短时会超过规格书中标定的最大功率,即“组件超发”,这就要求组串式逆变器需具备将组件能量全部转化的能力,即“吐”的能力要强,否则将会出现弃光的现象,降低发电量,影响用户收益,如图11(b)所示。
(2)合理设计容配比,初始投资节省7分钱/W,度电成本降低1分钱/kWh
根据1.6MW典型系统设计方案成本计算表明,系统按照1.1倍以上的容配比设计,可有效的降低系统初始投资成本和度电成本。以50kW组串式逆变器为例,1.1倍以上超配,要求逆变器直流侧至少需要接入9路组串,相对于接入8串方案,逆变器数量减少了12%以上,同时减少交流汇流箱和交流线缆成本,节省系统初投资0.07元/W,100MW可节约初始投资700万。以包头50MW电站为例,直流侧接9串方案比8串方案,系统度电成本LCOE降低1分/kWh左右,内部收益率IRR提升0.3%。
图12 直流侧接入不同路数对投资收益的影响
(3)逆变器需要更强的散热能力,避免高温降额运行
组串式逆变器常处在一个相对封闭的狭小空间内,空气流通不畅,导致逆变器内部环境及器件温度也相应升高。现场调研发现,采用自然冷却的组串式逆变器,在周围散热空间不同时内部环境温度相差高达11.3℃,而对于智能风扇散热的机器仅差3.4℃,如图13(a)所示。组串式逆变器散热能力差,会导致逆变器降额运行,尤其是在山丘电站中“窝在”电池板下方的逆变器。国内某山丘电站现场的组串式逆变器,由于自身散热能力差,在中午发电量最佳的时刻出现了降额运行现象,造成发电量损失超过1%,直接影响了电站投资收益,如图13(b)所示。因此,要重点关注机器的散热能力,选用散热能力好,高温适应性好的强制风冷逆变器。
图13 某山丘电站组串式逆变器内部环境温度对比及降额运行记录
作者:严信 来源:阳光电源
责任编辑:dongyiqiang