在眾多的技術路徑中,著眼于系統層面的1500V技術因在降本增效方面占據巨大優勢,備受業主青睞。此前,受相關配套產業鏈不完善等因素影響,國內1500V系統起步較晚、發展較為遲滯,但在海外,1500V浪潮早已席卷全球。而今,國內相關產業鏈發展完善,在全面競價的刺激下,1500V系統回歸已成大趨勢。國內首家推出1500V逆變器的陽光電源,又將如何利用這一利器持續領跑?
1500V加持 拿下0.31元/度超低電價
2015年7月,陽光電源研發制造的國內首臺1500V集中式逆變器順利完成并網測試,自此揭開了我國1500V技術的序幕。所謂1500V技術即將光伏系統中用到的線纜、匯流箱、逆變器等部件的耐壓從1000V抬高到1500V,通過更高的電壓等級、連接更多的組串,大幅減少設備成本、線纜成本及施工成本。系統BOS成本降低的同時,有效提升系統發電量。
自研發出1500V逆變器后,陽光電源一直在探索、推動其在光伏電站中的應用。2016年,1500V集中式逆變器先后在格爾木30MW和第一期大同領跑者項目中得到試點應用。2018年底,在1500V的助推下,加之其他先進技術應用,格爾木光伏領跑者項目以0.31元/kWh電價并網,低于當地脫硫煤標桿上網電價(0.3247元/kWh),成為國內首個平價上網示范項目。
陽光新能源科技有限公司副總裁張彥虎介紹,除了格爾木地區的光照資源豐富以外,要實現平價上網,還要從整個系統設計角度出發,做到最優的系統集成。據了解,過去電站超配設計原則以逆變器不限發為原則,大多按照1:1的容配比進行設計,而格爾木項目設計以LCOE最低為原則,采取更高容配比、更優的組件布局設計。
張彥虎介紹,格爾木領跑者項目分成五個單元,每個區有不同的技術路線,支架采用了固定支架、跟蹤支架和手動固定可調支架三類。在固定支架項目中,對應的是310W的單晶單面PERC組件。平單軸跟蹤發電區域采用370W雙面雙玻PERC組件,結合跟蹤系統,可大幅度提升組件背面發電增益。
逆變器是光伏電站運行的關鍵設備,在雙面組件+跟蹤支架的設計中,陽光電源選用了支持大功率雙面組件接入的1500V組串式逆變器,該產品直流輸入電流提升至12.5A,可滿足雙面組件電流增加的需求,系統發電更高效,同時具備安全可靠和智慧友好等優點。同時,1500V系統還進一步降低了系統投資成本,提升系統發電效率。
所以陽光電源通過系統和部件層面的優化設計,最終打造出了我國首個平價上網示范項目。
組串逆變器功率做大拓寬適用面
光伏逆變器“大小”之爭由來已久,就逆變器產品而言,集中式有大的優勢,組串式有小的特長。近些年,隨著光伏市場不斷細化,大小之爭漸漸轉變為以集中式與組串式逆變器的適用性為選擇標準,即因地制宜原則。
作為光伏逆變器的集大成者,陽光電源可謂“大小”兼修, 2015年推出集中式1500V逆變器后,又于2016年推出全球功率最大的1500V組串逆變器。據統計,截至目前,陽光電源1500V解決方案全球累計應用已超5GW。
2019年3月29日,在“PAT2019愛光伏一生一世 十年特許權陽光平價路光伏先進技術研討會”上,陽光電源發布了全球最大功率的1500V組串式逆變器SG225HX,其研發邏輯在于組串式逆變器增大功率后在系統優化方面具有更大優勢。
提升組串式逆變器功率,如何與集中式逆變器進行差異化競爭?陽光電源副總裁兼光儲事業部總裁顧亦磊博士表示,陽光電源倡導“因地制宜 科學設計”。與集中式逆變器相比,組串式產品具有重量輕、便于安裝等優勢。而在實際應用中,部分業主在大型地面電站選型中對組串式產品并不感冒,原因在于大型電站中需要安裝組串式逆變器的數量太多,導致在電能質量的控制、諧、正波的抑制以及電力調度的效率上產生影響。此次,陽光電源將組串式的功率提升,可以減少設備的數量、增強電網的友好性,擴大產品的適用面,提升產品的競爭力。
在設計過程中,將組串式逆變器功率提升面臨的挑戰有很多。顧亦磊介紹,組串式的優點就是輕便,易安裝、易操作,這些優點也限制了組串式產品不能做的太大、太重。為了在有限的空間和體積下提升功率密度,陽光電源采用創新的電路拓撲、高集成度的半導體模塊以及專利控制算法等先進技術,使得同等功率下,體積更小、重量更輕。
據了解,為應對功率增大給逆變器帶來的高散熱需求,SG225HX繼續沿用了陽光電源的智能風冷技術,可將逆變器內部環境溫度及核心部件溫度降低10-25℃,保證逆變器高溫不降額,有效提高系統發電量,1500V也讓系統損耗進一步降低,電站整體發電量可提升1%-2%。通過多種先進技術優化組合,陽光電源SG225HX實現降低系統度電成本5%以上。
在實際應用中,國內對1500V的接受相對緩慢,這與標準缺失及此前產業鏈不完備有一定關聯。顧亦磊認為,如今國內1500V產業鏈已經成熟,預計今年至明年國內1500V市場也將會爆發。根據IHS Markit發布的1500V年全球光伏市場分析報告顯示,未來兩年內全球1500V光伏電站規模將突破100GW。顧亦磊預測,隨著光伏電站規模越來越大,功率逐漸提升,未來或許會出現2000V甚至3000V系統。
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