探索光伏系統(tǒng)中的兩大設(shè)計(jì)最優(yōu)因素
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2017-11-21
核心提示：
隨著我國分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及國家對(duì)分布式光伏發(fā)電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業(yè)涌現(xiàn)出越來越多的創(chuàng)業(yè)人員。對(duì)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)而言最重要的是行業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備和培育，但大多創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不十分注重，并沒有對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)化的培訓(xùn)，甚至有些公司沒有合理配置專業(yè)的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)發(fā)電的收益，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效益的最大化。
隨著我國分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及國家對(duì)分布式光伏發(fā)電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業(yè)涌現(xiàn)出越來越多的創(chuàng)業(yè)人員。對(duì)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)而言最重要的是行業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備和培育，但大多創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不十分注重，并沒有對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)化的培訓(xùn)，甚至有些公司沒有合理配置專業(yè)的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)發(fā)電的收益，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效益的最大化。
本文從系統(tǒng)角度出發(fā)，結(jié)合光伏系統(tǒng)的“心臟”——光伏逆變器，闡述提高系統(tǒng)收益的優(yōu)化設(shè)計(jì)需特別關(guān)注的兩大因素，希望能給關(guān)注分布式光伏發(fā)電的人群提供一些參考。然而，對(duì)于系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的考量也是非常重要的，期待后續(xù)再跟大家分享關(guān)于系統(tǒng)優(yōu)化的設(shè)計(jì)考量。
組件側(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)考量
組件串優(yōu)化設(shè)計(jì)
組件串并聯(lián)的設(shè)計(jì)要緊密結(jié)合逆變器直流側(cè)規(guī)格考慮，以盡量提高組串長度為原則。提高組串長度有以下好處：
1、組串越長，直流輸入電壓越高，逆變器轉(zhuǎn)換效率更高且可工作在最佳電壓區(qū)間。
2、組串越長，直流輸入電壓越高，逆變器越早啟動(dòng)、越晚關(guān)機(jī)，發(fā)電時(shí)間更長以及發(fā)電量更多。
某15kW逆變器技術(shù)參數(shù)如下：
如果以極端最低溫-10℃、極端最高溫40℃、265W多晶組件、開路電壓Voc=38.05V、工作電壓Vpm=31.02V以及開路電壓溫度系數(shù)-0.31%為例，根據(jù)上述公式可以得出組串長度范圍為：18-23塊/串。在此設(shè)計(jì)時(shí)，建議盡量提高單組串的串聯(lián)數(shù)量，越接近允許范圍的上限（23塊）越好，這樣不僅可以獲得更高的發(fā)電量，還可以降低直流線纜成本和減少線損。
組件安裝方向優(yōu)化
組件的安裝方向有橫向和豎向兩種，很多客戶在剛開始安裝光伏系統(tǒng)時(shí)都會(huì)考慮究竟采用哪種安裝方式最為適合。
組件完全平鋪的應(yīng)用，橫向和豎向安裝區(qū)別不大，用戶可根據(jù)實(shí)際屋頂形狀決定即可。但對(duì)于帶傾斜角安裝的組件而言，橫向和豎向安裝大有區(qū)別。
1、豎向安裝
優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，且支架用鋼量較橫向的少，有利于減低成本。
缺點(diǎn)：基于組件內(nèi)部旁路二極管的旁路作用，早晚組件被部分遮擋時(shí)，整塊組件均無法正常發(fā)電，發(fā)電量損失大。
2、橫向安裝
優(yōu)點(diǎn)：早晚組件被部分遮擋時(shí)，其余沒有被遮擋部分仍可正常發(fā)電，發(fā)電量損失小。
缺點(diǎn)：安裝速度慢，支架用鋼量較豎向多，投資增加。組件底部灰塵堆積量大，影響發(fā)電量且增加清洗工作量。
綜上所述，在充分考慮遮擋的情況下，建議采用豎向布置的方式，有利于減少投資，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
逆變器應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)考量
使用環(huán)境
逆變器的使用環(huán)境至關(guān)重要，直接影響到逆變器的使用壽命及發(fā)電輸出。盡管組串逆變器的防護(hù)等級(jí)為IP65，可以安裝在室外使用。為了發(fā)揮逆變器效能的最大化，建議盡量選擇合適的安裝位置，例如安裝在組件下方支架上、屋檐下、外墻面上（建議頂部加裝遮陽蓋板）等。避免安裝在不通風(fēng)的樓梯間、閣樓、集裝箱內(nèi)等，或是戶外陽光直射的地方。
交流接線
交流輸出線纜除了嚴(yán)格按照使用手冊選擇合適的線徑外，逆變器輸出到配電柜并網(wǎng)點(diǎn)的交流線纜長度應(yīng)盡量的短，避免逆變器輸出電壓被線纜電壓提升，導(dǎo)致過壓脫網(wǎng)。同時(shí)過長的輸出線纜還會(huì)增加線纜損耗和線纜投資。
逆變器并聯(lián)數(shù)量
逆變器輸出不宜并聯(lián)過多的數(shù)量，且在同一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)最好有一定的負(fù)載使用量，否則過多的逆變器并聯(lián)在一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)上，很容易造成諧波干擾導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響機(jī)器正常運(yùn)行。
在實(shí)際應(yīng)用中，建議盡量把逆變器分散在多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)接入（即多點(diǎn)分散接入），避免把所有逆變器通過多級(jí)匯流后接入一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)。
光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)效益最大化，在上述列舉了組件側(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)和逆變器應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩大系統(tǒng)設(shè)計(jì)來進(jìn)行分析考量，對(duì)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最優(yōu)起著一定的參考作用。