探索光伏系統(tǒng)中的兩大設計最優(yōu)因素
光伏產業(yè)網訊
發(fā)布日期：2017-11-21
核心提示：
隨著我國分布式光伏發(fā)電產業(yè)的蓬勃發(fā)展以及國家對分布式光伏發(fā)電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業(yè)涌現出越來越多的創(chuàng)業(yè)人員。對創(chuàng)業(yè)團隊而言最重要的是行業(yè)的知識儲備和培育，但大多創(chuàng)業(yè)團隊對光伏系統(tǒng)的設計并不十分注重，并沒有對系統(tǒng)設計人員進行專業(yè)化的培訓，甚至有些公司沒有合理配置專業(yè)的光伏系統(tǒng)設計人員，嚴重影響了系統(tǒng)發(fā)電的收益，無法實現系統(tǒng)效益的最大化。
隨著我國分布式光伏發(fā)電產業(yè)的蓬勃發(fā)展以及國家對分布式光伏發(fā)電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業(yè)涌現出越來越多的創(chuàng)業(yè)人員。對創(chuàng)業(yè)團隊而言最重要的是行業(yè)的知識儲備和培育，但大多創(chuàng)業(yè)團隊對光伏系統(tǒng)的設計并不十分注重，并沒有對系統(tǒng)設計人員進行專業(yè)化的培訓，甚至有些公司沒有合理配置專業(yè)的光伏系統(tǒng)設計人員，嚴重影響了系統(tǒng)發(fā)電的收益，無法實現系統(tǒng)效益的最大化。
本文從系統(tǒng)角度出發(fā)，結合光伏系統(tǒng)的“心臟”——光伏逆變器，闡述提高系統(tǒng)收益的優(yōu)化設計需特別關注的兩大因素，希望能給關注分布式光伏發(fā)電的人群提供一些參考。然而，對于系統(tǒng)優(yōu)化設計的考量也是非常重要的，期待后續(xù)再跟大家分享關于系統(tǒng)優(yōu)化的設計考量。
組件側優(yōu)化設計考量
組件串優(yōu)化設計
組件串并聯的設計要緊密結合逆變器直流側規(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、越晚關機，發(fā)電時間更長以及發(fā)電量更多。
某15kW逆變器技術參數如下：
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-0.31%為例，根據上述公式可以得出組串長度范圍為：18-23塊/串。在此設計時，建議盡量提高單組串的串聯數量，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)時都會考慮究竟采用哪種安裝方式最為適合。
組件完全平鋪的應用，橫向和豎向安裝區(qū)別不大，用戶可根據實際屋頂形狀決定即可。但對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：安裝方便，且支架用鋼量較橫向的少，有利于減低成本。
缺點：基于組件內部旁路二極管的旁路作用，早晚組件被部分遮擋時，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：早晚組件被部分遮擋時，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：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，獲得更好的經濟效益。
逆變器應用優(yōu)化設計考量
使用環(huán)境
逆變器的使用環(huán)境至關重要，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等級為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。避免安裝在不通風的樓梯間、閣樓、集裝箱內等，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點的交流線纜長度應盡量的短，避免逆變器輸出電壓被線纜電壓提升，導致過壓脫網。同時過長的輸出線纜還會增加線纜損耗和線纜投資。
逆變器并聯數量
逆變器輸出不宜并聯過多的數量，且在同一個并網點內最好有一定的負載使用量，否則過多的逆變器并聯在一個并網點上，很容易造成諧波干擾導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響機器正常運行。
在實際應用中，建議盡量把逆變器分散在多個并網點接入（即多點分散接入），避免把所有逆變器通過多級匯流后接入一個并網點。
光伏系統(tǒng)設計如何實現效益最大化，在上述列舉了組件側優(yōu)化設計和逆變器應用優(yōu)化設計的兩大系統(tǒng)設計來進行分析考量，對光伏系統(tǒng)的設計最優(yōu)起著一定的參考作用。