在光伏行業,降本增效一直是行業的主旋律。目前采用大硅片的組件,主要是降低系統BOS成本和度電成本LCOE,已成為行業共識,166、210誰將主宰市場成為行業內的一直爭論的問題。然而,近日業內人士再現新觀點——18X硅片顛覆單晶硅片市場,500W+超大功率組件成為組件龍頭們的共同選擇。
組件功率的提高,并不是一個線性發展的軌跡。在2010年左右光伏行業初期,組件功率多在200W左右;每年功率提升5-10W,直到2017年左右才開始有300W組件的誕生,2018年開始,多種技術路線涌現,組件功率的開始以50W-100W的年增速提高。2018年SNEC展會上,400W+組件大放異彩;2019年,SNEC展會成了500W+組件爭奇斗艷的舞臺;5月份晶科發布的新品最高功率580W,我們看到600W+正在向我們招手。2020年下半年到2021年,推測或由600W+組件獨領風騷。
組件廠商的推陳出新,功率不斷增大,一定程度上給逆變器廠商帶來了換代壓力,需要逆變器廠商去匹配組件,跟上組件發展的潮流。組件的功率提升主要表現在電壓和電流的提升。那么組件和逆變器之間,哪些參數需要調整?
逆變器和組件之間,主要有兩個參數要匹配:組串輸入電壓、組串輸入電流。如組串式逆變器電壓范圍一般在160-1000V之間,需要多塊組件并聯,把組串的電壓匹配在逆變器的電壓范圍內即可,因此只是電壓的提升,對逆變器沒有任何影響,只是組件串聯數量變化而已,這和單塊組件功率大小關系不大;所以最重要的是輸入電流,因為組件串聯,電流都是一樣,逆變器各個組串輸入電流的大小,決定了能否使用高效率的組件。
集中式逆變器,只有一級變換,一個MPPT的容量500kW以上,如果是20個一個組串,從理論上講,單塊組件功率在25kW以下的組件都可以兼容,因此集中式不存在高效組件兼容問題。組串式逆變器一般為兩級結構,前級升壓,后級逆變器,組件的電流,影響的是逆變器前級升壓電路的輸入電流。
早期的組件,電流在8A左右,所以逆變器的輸入電流一般在9-10A左右。2018年后,組件新技術大爆發,各種技術如半片、疊瓦、拼片、雙面、PERC、HJT、MWT等,可以互相疊加,造成組件電流大幅增加, 400W的組件工作電流已超過11A,短路電流接近12A。古瑞瓦特推出的產品,各組串最大輸入電流也已達到12.5A,可以滿足目前量產的高效組件的要求。
如果組件功率超過600W,組件電流超過15A,現有的逆變器能不能用,這個可能是大家最關心的問題,其實這個問題對逆變器來說,解決方案也很簡單,即使現在沒有組串最大輸入電流達到15A的逆變器,但對現有的逆變器稍加改動,就可滿足。
如30-40kW逆變器,有兩路MPPT,每路MPPT最大輸入電流34A/38A,最多可以接4個組串,如果接600W/15A的組件,可以把逆變器改為每路MPPT最多可以接2個組串,這樣每個組串最大電流可以達到17A或者19A,30kW的逆變器,可以接4路,每路接14塊600W組件,這樣可以接入33.6kW的組件,40kW的逆變器,也可以接4路,每路接18塊600W組件,這樣可以接入43.2kW的組件。
逆變器輸入的最大電流,取決于前級升壓電路的功率器件的容量,目前功率器件的容量還是很大的,如用得比較多的英飛凌DF225R12W2H3F_B11模塊,設計了3路MPPT輸入,每路MPPT可以接入2路組串輸入,每路輸入可以接12.5A,如果需要接更大的組件,可以讓功率器件的廠家改為2路MPPT輸入,這樣每路輸入可以達18A,接600W的雙面組件都可以的。
隨著單塊組件功率越來越大,逆變器可以在不增加組串數量情況下,做到輕松超配,如120kW系統,如果采300W的組件,需要400塊,20塊串聯,逆變器需要20路輸入;如果采用370W的組件,需要324塊,18塊串聯,逆變器只需要18路輸入,如果采500W的組件,需要240塊,16塊串聯,逆變器只需要15路輸入就可以了。
總結
逆變器和組件技術發展,互相對應共同發展。單純的組件功率增加,逆變器功率如果不匹配,組件發出來的電將會被浪費。單純的逆變器功率增加,組件功率如果不增加,直流電纜有用量必定會增加,直流損耗也會增加。近年來,項目市場用的大功率組串式越做越大,也是依賴于組件功率的加大。組件商與逆變器廠商的技術進步,共同提升組件和逆變器的功率,降低系統BOS成本和度電成本LCOE,促進行業發展。