隨著社會的進步,科技的發展,人們對能源的需求越來越大,而現有的能源有限,需要人們不斷發展新能源,而光能就是一個不錯的選擇,人們開始大力發展太陽能發電。光伏組件容量和逆變器容量比,習慣稱為容配比。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,還會帶來別的問題,具體分析如下。
1、不同區域輻照度不同
根據國家氣象局風能太陽能評估中心劃分標準,將我國太陽能資源地區分為四類,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%。意味著相同的系統配置,即相同的容配比下,噶爾地區的發電量比格爾木高 17%。若要達到相同的發電量,可以通過改變容配比來實現。
2、系統損耗
光伏系統中,能量從太陽輻射到光伏組件,經過直流電纜、匯流箱、直流配電到達逆變器,當中各個環節都有損耗。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%(此處所說的系統損耗不包括逆變器后面的變壓器及線路損耗部分)。也就是說,在組件容量和逆變器容量相等的情況下,由于客觀存在的各種損耗,逆變器實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候,逆變器也沒有滿載工作。
3、逆變器效率
逆變器的效率并不是恒值,有功率開關器件損耗和磁性損耗,在低功率時,效率比較低,在 40%到 60%功率時,效率最高,超過 60%時,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品,其可靠性和逆變器運行溫度有很大關系,其中電容、風扇,繼電器等元器件溫度提高 10℃,失效率可會提高 50%以上。而運行溫度又和功率相關,據統計,逆變器長期工作在功率 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。
審核編輯 黃昊宇
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。為了把逆變器性能發揮最佳,根據光照條件不同,組件和逆變器有不同的配比。
在一類光照地區,平均日照時間超過 5 小時,發電時間按每天 10 小時計算,建議組件和逆變器按 1:1 配置,平均功率為 50%左右;在二類光照地區,平均日照時間 4 小時,發電時間按每天 9 小時計算,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;在三類平均日照時間 3.5 小時的光照地區,發電時間按每天 8.5 小時計算,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。在三類平均日照時間低于 3 小時的光照地區,發電時間按每天 8 小時計算,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。太陽能雖然可以產生很大能量,但是現在的技術還不足以保證人類所有的運轉,這就需要我們保護能源,從自己做起,從身邊的點滴做起,節約能源,是我們人類每一個人應盡的責任。
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