集散式方案:“第三種武器”能否完成超越?
OFweek太陽能光伏網(wǎng) 2010年,歐盟光伏市場(chǎng)一片火熱,中國(guó)光伏產(chǎn)品大量出口,堪稱光伏產(chǎn)業(yè)的“黃金時(shí)期”?捎^的利潤(rùn)。貌似較“低”的技術(shù)門檻,吸引了大批的新進(jìn)場(chǎng)者紛紛搶入逆變器制造業(yè)。一時(shí)間,逆變器市場(chǎng)一片喧囂,價(jià)格惡戰(zhàn)+光伏寒冬,短短幾年逆變器價(jià)格就從2元每瓦狂跌到3毛錢每瓦。即使是一些實(shí)力較強(qiáng)的老牌逆變器企業(yè),如SMA,Power-One也元?dú)獯髠?/p>
發(fā)生在2015年1月的逆變器版圖下的爭(zhēng)奪激烈異常,技術(shù)實(shí)力、市場(chǎng)業(yè)績(jī)、企業(yè)情懷……盡管組串逆變器并非華為首創(chuàng),但憑借組串逆變器,華為仍然開辟了一條新的技術(shù)路線,“創(chuàng)造”了嶄新的應(yīng)用市場(chǎng)。毫無疑問,華為為業(yè)內(nèi)人士展現(xiàn)了一種可能,但現(xiàn)在有人在試圖超越這種可能。
尋找第三條路
要完成超越,創(chuàng)新是必然之路。所謂長(zhǎng)江后浪推前浪,也正是在新技術(shù)的推動(dòng)下,光伏產(chǎn)業(yè)才會(huì)出現(xiàn)“光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球第一名均是中國(guó)企業(yè)”的局面。逆變器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況也同樣如此。
從2003年第一臺(tái)并網(wǎng)逆變器應(yīng)用起,中國(guó)逆變器產(chǎn)業(yè)開始了漫漫長(zhǎng)征。從無到有,從弱到強(qiáng),十幾年來的發(fā)展過程,雖然并非一帆風(fēng)順,但如今也已頗具規(guī)模。涌現(xiàn)出了一大批知名逆變器企業(yè),陽光電源、特變電工、華為、南車、歐姆尼克、古瑞瓦特…伴隨著光伏應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步,逆變器制造也出現(xiàn)了分流。針對(duì)不同的電站應(yīng)用,逆變器的流派眾多。網(wǎng)上流傳的一個(gè)粗略的分類,是根據(jù)功率的大小,給國(guó)內(nèi)逆變器產(chǎn)品定了一個(gè)“大機(jī)”、“小機(jī)”的概念。單機(jī)35KW以上的集中型逆變器,國(guó)內(nèi)一般簡(jiǎn)稱為“大機(jī)”;中功率和小功率,為單機(jī)35KW以下1KW以上的組串型逆變器,國(guó)內(nèi)一般簡(jiǎn)稱為“小機(jī)”。
從其分類可以看出,不同的逆變器產(chǎn)品其適應(yīng)的應(yīng)用范圍也是不同的。普遍而言,集中式逆變器,也就是“大機(jī)”長(zhǎng)期占據(jù)地面光伏電站市場(chǎng),知道國(guó)內(nèi)分布式光伏逐漸起步,“小機(jī)”才逐漸嶄露頭角。隨著兩種路線的進(jìn)一步推廣普及,雙方都開始想著更深層次的領(lǐng)域挺近,其應(yīng)用范圍也出現(xiàn)了交叉。而企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng),在路線選擇上的分歧最為明顯。
集中式逆變器和組串逆變器暫時(shí)并沒有誰取代誰的跡象,從技術(shù)角度來看,兩種路線有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。然而,隨著光伏應(yīng)用市場(chǎng)的進(jìn)一步深入,行業(yè)對(duì)投資降低和發(fā)電效率提升的呼聲也越來越高。在“兩種路線”潛力被進(jìn)一步發(fā)掘的同時(shí),尋找“第三條路”也被進(jìn)入了有心人的思考中。以禾望代表的集散式方案就是在這樣的情況下應(yīng)運(yùn)而生。
打破局限的新思路
集中式光伏逆變系統(tǒng)是組件串聯(lián)后接入到匯流箱(一般有8路、12路或者16路)匯流,每8~16路匯流后的輸出經(jīng)過斷路開關(guān)和防雷處理后送到直流柜和逆變器進(jìn)行集中逆變和并網(wǎng)。相較于集中式逆變器方案,組串式逆變系統(tǒng)采用多個(gè)小型組串式逆變器,直接安裝于組件附近,就近把PV直流電轉(zhuǎn)化為交流電,再通過交流配電箱匯流后輸出到箱變端,免去了逆變房的使用。由于采用組串式逆變器,實(shí)現(xiàn)了每2-4串一路MPPT,也避免了組件失配問題。為了減小組串式逆變器輸出到箱變遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膿p耗,逆變器設(shè)計(jì)時(shí)一般采用先DC/DC升壓再DC/AC逆變的兩級(jí)結(jié)構(gòu)。
而集散式逆變系統(tǒng)則是通過集中逆變、分散式跟蹤的并網(wǎng)方案,有效結(jié)合了傳統(tǒng)集中式大機(jī)及組串式小機(jī)兩種方案的優(yōu)勢(shì)。通過在傳統(tǒng)的光伏匯流箱內(nèi)部增加DC/DC升壓變換硬件單元和MPPT控制軟件單元,實(shí)現(xiàn)了每2~4串PV組件對(duì)應(yīng)1路MPPT的分散跟蹤功能,大大降低了組件參數(shù)不一致、局部陰影、仰角差異等導(dǎo)致的效率損失。同時(shí)改進(jìn)的光伏匯流箱(光伏控制器)輸出電壓升高到820V后,至逆變室集中逆變,且逆變器的交流輸出電壓升高到520V,從而減小交直流線纜傳輸損耗和逆變器的自身發(fā)熱損耗。
根據(jù)禾望電氣太陽能研發(fā)部總經(jīng)理曾建友在“光伏新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用交流會(huì)暨集散式光伏系統(tǒng)方案技術(shù)研討會(huì)”介紹,禾望集散式逆變方案讓其在箱變、交直流電纜及集裝箱土建方面的初始投資成本可下降5~7萬元/MW,總系統(tǒng)初始投資保持了和集中式方案基本平衡的成本;而相對(duì)于組串式方案,集散式逆變系統(tǒng)初始投資成本更是減少了15%左右。與此同時(shí),每兆瓦將近3%的發(fā)電量提升也讓收益回報(bào)更為明顯。
重塑逆變器新版圖
從開始的大機(jī)小機(jī)之爭(zhēng),再到后面的路線之爭(zhēng),伴隨著光伏應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展,中國(guó)逆變器產(chǎn)業(yè)的一步步崛起。根據(jù)國(guó)家能源局光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)劃,2015年中國(guó)將新增光伏電站17.8GW,比2014年實(shí)際完成的裝機(jī)量10.60GW高出了六成有余。這一數(shù)字如果兌現(xiàn),中國(guó)不但將超越德國(guó)成為世界年度光伏裝機(jī)第一大國(guó),在總裝機(jī)量上也將是世界第一。巨大的市場(chǎng)爭(zhēng)奪,帶來的是逆變器市場(chǎng)的重塑,還是老牌企業(yè)的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)強(qiáng)化?無得而知。禾望集散式逆變器方案的適時(shí)進(jìn)入,可以說在時(shí)機(jī)上已經(jīng)緊緊把握住了,其所需要做的,就是證明自己。
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