摘要:隨著光伏發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,逆變器作為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的組成部分,正逐漸成為一種新的產(chǎn)業(yè)形式。針對目前國內(nèi)逆變器產(chǎn)品的市場競爭局面,在收集大量國內(nèi)同行產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,進行了國內(nèi)同類產(chǎn)品的對比分析,并指出了國內(nèi)同類產(chǎn)品的主要差別和發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:并網(wǎng)逆變器,集中式逆變器,分布式微逆變器
1引言
能源是人類文明和社會經(jīng)濟發(fā)展的基本動力,能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴峻,世界各國都把開發(fā)、利用可持續(xù)的清潔能源作為未來的能源發(fā)展戰(zhàn)略,其中太陽能以清潔無污染、沒有地域界線、取之不盡用之不竭等獨特優(yōu)點而成為人們關(guān)注的熱點之一。光伏并網(wǎng)發(fā)電是目前太陽能發(fā)電主要的應(yīng)用方式之一。并網(wǎng)逆變器是太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件,太陽能能量通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力,再通過并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流饋入電網(wǎng),使綠色、清潔的太陽能高效的為人類服務(wù)。
2國內(nèi)外光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品現(xiàn)狀
光伏并網(wǎng)逆變器國外主要生產(chǎn)廠家包括SMA、Fronius、Kaco、Shap等。SMA是全球最早也是最大的光伏逆變器生產(chǎn)企業(yè),以SMA為代表的國外光伏逆變器廠商起步早、技術(shù)成熟,引領(lǐng)者全球光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,目前生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多、系列全,穩(wěn)定性、可靠性及變換效率均比較高;國外產(chǎn)品的另一個特點是智能化程度高,其根據(jù)光伏系統(tǒng)的實際應(yīng)用,開發(fā)出智能化程度高的光伏逆變器產(chǎn)品,并配合監(jiān)控系統(tǒng)、配電保護系統(tǒng),構(gòu)成一個功能完善的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
國內(nèi)生產(chǎn)逆變器的廠商眾多,但專門從事光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的生產(chǎn)廠商并不多,不少廠商以原來的車載逆變器、通訊逆變器、電力逆變器、UPS等電源技術(shù)為基礎(chǔ),開始從事光伏逆變器的生產(chǎn)和研發(fā),由于不少國內(nèi)企業(yè)在逆變器行業(yè)擁有多年經(jīng)驗,已經(jīng)具備一定的規(guī)模和競爭力。國內(nèi)生產(chǎn)光伏逆變器的廠商主要包括:合肥陽光、北京科諾偉業(yè)、北京索英、南京冠亞、志誠冠軍、上海英偉力新能源等。表1列舉了國內(nèi)光伏并網(wǎng)逆變器的幾個主要生產(chǎn)廠家及其主要的產(chǎn)品類型。
光伏并網(wǎng)發(fā)電項目是光伏逆變器的主要應(yīng)用領(lǐng)域,目前光伏發(fā)電項目大多處于示范期,且多集中在北京、深圳、上海等經(jīng)濟發(fā)達城市,隨著技術(shù)的成熟和國家政策的扶持,預(yù)計未來將向中西部光照資源豐富地區(qū)發(fā)展。
3國內(nèi)光伏并網(wǎng)逆變器主要產(chǎn)品分析
光伏并網(wǎng)逆變器主要分為集中式和分布式兩大類。國內(nèi)集中式并網(wǎng)逆
表1 國內(nèi)光伏逆變器主要生產(chǎn)企業(yè)
逆變器以合肥陽光電源為代表,科諾偉業(yè)、索英電氣、冠亞、志成冠軍等也是集中式并網(wǎng)逆變器的生產(chǎn)廠商,但從規(guī)模、品種系列等方面均不及合肥陽光電源;上海英偉力科技采取了與傳統(tǒng)集中式并網(wǎng)逆變器完全不同的發(fā)展思路,是國內(nèi)首家研制分布式光伏并網(wǎng)微型逆變器的公司。下面分別以陽光電源和英偉力新能源為代表,對兩類并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品進行分析。
陽光電源的光伏并網(wǎng)逆變器分為組串型和電站型,均屬于集中式并網(wǎng)逆變器,集中式并網(wǎng)逆變器將多個光伏組件串并聯(lián)組合形成足夠高的電壓或功率,在經(jīng)逆變器統(tǒng)一并網(wǎng)。組串型光伏并網(wǎng)逆變器適用于中小型光伏發(fā)電系統(tǒng),電站型光伏
并網(wǎng)逆變器適用于大中型光伏發(fā)電系統(tǒng),其產(chǎn)品主要性能特點如下:
1) 功率等級:組串型1.5kW~10kW,電站型30kW~1MW;
2) 輸入電壓等級:組串型150V以上,電站型450V以上;
3) 輸出電壓:220VAC、380VAC;
4) 最大變換效率:94.5%~95%;
5) 最大功率點跟蹤(MPPT)效率:99.9%;
6) 通訊及保護功能:完善;
英偉力新能源科技(上海)有限公司創(chuàng)立于2008年,是國內(nèi)第一家,也是目前唯一一家自主開發(fā)出光伏并網(wǎng)微逆變器的公司。微逆變器技術(shù)通過為每塊光伏組件單獨匹配一個具有獨立的直/交流轉(zhuǎn)化功能和MPPT功能的逆變器,能夠?qū)崿F(xiàn)單塊光伏組件發(fā)電效率的最大化。
英偉力微逆變器產(chǎn)品主要性能特點如下:
1)功率等級:與單塊光伏組件匹配,180W~300W;
2)輸入電壓等級:與單塊光伏組件匹配,20V~40V;
3)輸出電壓:220VAC;
4)最大變換效率:95%;
5)最大功率點跟蹤(MPPT)效率:99.9%;
6)通訊及保護功能:完善;
集中式光伏并網(wǎng)逆變器起步早、產(chǎn)品系列齊全,是目前光伏逆變器市場的主流產(chǎn)品,占據(jù)著主導(dǎo)地位,但隨著技術(shù)日趨成熟和商業(yè)化應(yīng)用的不斷發(fā)展,集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的存在的問題也逐漸引起了關(guān)注:(1)可靠性:集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也是薄弱環(huán)節(jié),單臺逆變器的實效會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰;(2)MPPT跟蹤效率:雖然大多數(shù)集中光伏逆變器生產(chǎn)廠商宣稱跟蹤效率可以達到99.9%,事實上,由于其MPPT跟蹤針對的是整個光伏陣列,無法兼顧到每塊光伏組件,由于模塊匹配、局部遮擋等因素引起的功率損失是十分可觀的;(3)系統(tǒng)可擴展性:集中式系統(tǒng)的特點決定了其系統(tǒng)可擴展性較差。
結(jié)論
1)隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,光伏逆變器技術(shù)日趨成熟,產(chǎn)品系列日趨完善,能夠適應(yīng)不同功率等級的應(yīng)用需求;
2)傳統(tǒng)集中式并網(wǎng)逆變器起步早、發(fā)展較成熟,目前獲得了一定的推廣和應(yīng)用,在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位;
3)分布式微逆變器技術(shù)起步較晚,但發(fā)展迅速,主要產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)能夠與集中式并網(wǎng)逆變器相媲美,甚至優(yōu)于集中式逆變器;
4)分布式微逆變器技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊,特別適合城市、光伏建筑等應(yīng)用領(lǐng)域,微逆變器技術(shù)與光伏組件生產(chǎn)廠家強強聯(lián)合,將大大加快微逆變器技術(shù)的進一步發(fā)展,增加其市場占有率。