匹配大尺寸硅片组件,逆变器说So Easy!

来源:古瑞瓦特 作者:刘继茂 发布时间:2019-09-10 02:11 阅读数:10554

这些年,光伏技术一直在快速地发展。电池方面,高效PERC、双面、黑硅等技术陆续投入大批量生产,N型与异质结技术也开始有一定市场份额;组件方面,双玻、半片、多主栅、叠瓦等技术也进入大规模产业化阶段;硅片方面,除了拉晶、切片等环节取得很多技术突破,硅片的尺寸存在着变大的趋势。

在2010年之前,单晶硅片主要以对边距125mm的小尺寸硅片为主,到2010年后,156mm硅片成为行业主流。2013年底,156.75mm硅片成为行业主流并稳定了数年时间。到2018下半年,因市场竞争加剧,诸多企业再次把目光投向硅片,希望通过扩大硅片尺寸提升组件功率以获得产品竞争力,有企业在准备推出166mm对边距的硅片,2019年8月,有公司推出210mm的大尺寸硅片。

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为什么硅片越大,生产成本会越低?

1、从生产的角度来看:电池、组件以片/块来计的生产速率(片/小时、块/小时)基本固定,提升硅片尺寸可以使单位时间产出的电池、组件功率获得提升,这样分摊到每瓦的设备、人工乃至公司的其他成本都将减少从而降低了电池和组件的制造成本。

2、从电站系统成本的角度来看:以地面电站为例,相同效率下,因硅片尺寸增大获得的高功率的组件保持着同样的串联数量,因此单体支架上的组件功率就会相应提升,平摊到每瓦的支架、桩基的成本就将降低,在大组件对人员搬运、安装速度影响不大的情况下,按瓦计的组件、支架安装效率就会提高。

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125mm 硅片电流约5-6A,电压约0.5-0.6V,单片功率在3-4W左右,156mm硅片,电流在8-9A之间,电压也是0.5-0.6V,单片功率在4-7W左右,通过PREC,半片,叠瓦等技术,组件的工作电流提升到11A左右,但电压提升不高,可以预测,中环的210mm硅片,如果没有叠加别的技术,单片功率8-9W左右,这样预计组件电流在13A左右,60片组件功率约为450W,72片组件,功率约为580W,通过各种技术叠加,最终144半片可以达到610W,组件的电流预计在14-15A。

采用大尺寸硅片的组件,也有人很担心光伏系统其它配套设备能否跟上来:1、下游的安装是否有根本性改动;2、PV端元器件如旁路二极管、熔断器、电缆是否兼容;3、逆变器能否兼容组件的大电流

针对以上三个疑问,我们一一为大家详细解答。

1

安装是否有根本性改动

从安装上看,组件大都采用夹具固定,移动范围很宽,对尺寸几乎无要求,所以组件的大小对安装没有技术难度影响,且单块组件功率越大,在系统总容量一致的情况下,组件数量越少,安装费用越低,这对降低系统成本很有利

2

PV端元器件是否兼容

旁路二极管、熔断器、电缆,是电子产品,型号众多,选择多样。组件电流的增加产生的影响可忽略不计。

3

逆变器能否兼容组件的大电流

逆变器和组件之间,主要有3个参数要匹配,一是功率,二是输入电压,三是输入电流。功率匹配包括平配和超配,和单块组件功率大小无关;当组串的总电压和逆变器的额定电压差不多时,逆变器的效率最高,组串总电压和单块组件的功率大小关系不大,与组件串联数量有关系。所以最重要的是输入电流,因为组件串联,电流都一样,逆变器各个组串输入电流的大小,决定了能否使用高效率的组件。

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早期的组件,电流在8A左右,所以逆变器的输入电流一般在9-10A左右,目前也能满足大部分组件,如6英寸硅片的组件。2018年之后,组件新技术大爆发,各种技术如半片、叠瓦、拼片、双面、PERC、HJT、MWT等,可以互相叠加,使组件电流大幅增加,目前400W的组件工作电流已超过11A,短路电流接近12A。但是,最近逆变器企业古瑞瓦特新推出的逆变器,各组串最大输入电流已达到12.5A,可以满足目前量产的所有高效双面组件的要求。

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如果组件功率超过600W,组件电流超过15A,现有的逆变器能不能用,这个可能是大家最关心的问题,其实这个问题对逆变器来说,解决方案很简单,即使现在没有组串最大输入电流达到15A的逆变器,只需对现有的逆变器稍加改动一下,就可满足。

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如上图的30-40kW逆变器,有两路MPPT,每路MPPT最大输入电流34A/38A,最多可以接4个组串,如果接600W/15A的组件,可以把逆变器改为每路MPPT最多可以接2个组串,这样每个组串最大电流可以达到17A或者19A,30kW的逆变器,可以接4路,每路接14块600W组件,这样可以接入33.6kW的组件,40kW的逆变器,也可以接4路,每路接18块600W组件,这样可以接入43.2kW的组件。

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对于组串最大输入电流为12.5A的新型逆变器,也可稍加改动,如上图50kW逆变器,原来有3路MPPT,每路MPPT有3个组串,最大电流37.5A,稍加改动,变成每路MPPT有2个组串,这样每个组串最大电流18.75A,就可以满足要求。并且这种改动对逆变器没什么难度,成本会更低。

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逆变器对于高效组件是热烈欢迎与支持,对于高速发展的电力电子产品来说,组件这些变化,对于逆变器是微乎其微。逆变器的发展方向,是更智能,更高效,更安全。

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