作為新技術革新,1500V前行裹挾著爭議,系統安全性有待進一步考驗,行業標準須逐漸完善。但與此同時,配套設備層出不窮,示范電站相繼落成。正如從600V過渡至1000V風馳電掣般,1500V光伏時代或許真的不遠了。
3月28日,1500V標準促進會正式在京成立,由上海市太陽能學會、鑒衡認證中心及陽光電源、天合光能等企業組成的促進會將進一步推進1500V標準的不斷完善,為1500V的加速落地保駕護航。
光伏平價上網新引擎
《能源發展戰略行動計劃(2014~2020年)》提出,到2020年光伏發電與電網銷售電價相當,光伏發電用戶側實現平價上網。為實現既定目前并推動光伏可持續發展,國家能源局一面祭出領跑者計劃,用額外市場激勵企業技術創新提高系統效率,一面開啟補貼下調機制,并且擬通過上網電價競爭方式分配光伏電站規模,倒逼行業成本加速下降。
中國光伏行業協會統計數據顯示,從2007年至2015年,光伏組件的市場價格從每瓦36元下降到現在3.5元至3.8元,并網光伏系統價格從每瓦60元降到每瓦7元至8元,逆變器價格從每瓦4元下降到了每瓦0.3元。基于當前技術,后續光伏成本的下降空間比較小,趨勢將越來越平緩。面對平價上網的催促,光伏行業將目光聚焦于新技術。
鑒衡認證中心技術部部長張光青介紹,實現光伏平價上網需要有效降低光伏系統整個生命周期的度電成本,而度電成本的下降正則須提高系統發電量,負則須減少成本,包括初始投資成本和后期運維成本,1500V新技術正好可以有效滿足這兩方面的要求。
何謂1500V系統,簡單解釋即將光伏系統中用到的線纜、匯流箱、逆變器等部件的耐壓從1000V提高到1500V,對應的就是1500V系統。
傳統的1000V系統單串組件數量是22塊,而1500V系統可以將數量擴充至32塊。子串數量減少,逆變器、匯流箱以及直流側線纜的用量也隨之減少。
張光青解釋,以10MW光伏電站為例,使用1500V系統可以減少使用568個組串,38個匯流箱,約減少成本77390美元。另外由于設備減少,后期運維成本也可以得到降低。
另外,直流側電壓由1000V升為1500V,根據電力學公式P(電功率)=U(電壓)*I(電流),當功率一定的情況下,電壓提升1.5倍,電流將下降到1/1.5。而電力線纜損耗P損=I2R,線纜長度和線徑確定,電阻R一定,電流下降1.5倍,線損變為1/2.25,直流側設備損耗和設備損耗減少,發電量提高。
綜上可以看出,1500V系統兼具降本增效功能,正是降低度電成本的對癥之策。
標準具備但還須完善
根據GTMResearch,今年將采用1500V技術建設多達4.6GW的光伏系統,使2016年成為該技術大規模部署的“墊腳石”。國際市場包括Firstsolar、SMA在內的企業已開始建設1500V系統電站。
作為新技術革新,施工許可須重新審視,標準的缺失也就成了市場的憂慮之一。但在張光青看來,這并不是影響該技術大規模應用的瓶頸所在。她介紹,1500V光伏標準涵蓋系統設計、施工、驗收、運維等各環節,涉及關鍵設備如組件、逆變器、匯流箱以及包括背板、接線盒、連接器等在內的材料、零部件的規范。就現有標準而言,并未排除1500V條件下使用,規范基本能夠滿足1500V光伏系統技術應用,只是需要在執行過程中不斷完善,同時對于特殊類型的1500V系統也需要補充更有針對性的要求,比如水上光伏等。
“1500V光伏系統的優勢已逐步被行業接受,但作為系統性創新技術,1500V標準體系尚不健全,安全性、可靠性等也有待提高。我們希望通過標準促進會凝聚產業上下游及制造業各環節企業力量,用系統的觀點去完善1500V標準,以推動提升系統安全性、可靠性以及度電成本降低為最終目標,從而促進1500V技術進步與市場普及。”上海市太陽能學會秘書長彭晟桓在談到成立“1500V標準促進會”時表示。
系統風險有待解決
在光伏平價上網路線圖下,1500V系統得到業內認可,當然伴隨的還有對相應風險的認知。
首當其沖的便是PID衰減問題。光伏組件PID衰減和系統電壓有著直接的關系,組件電極相對邊框或者大地電壓差越高,組件PID衰減越嚴重。電壓從1000V提高到1500V后,顯然PID衰減越嚴重。陽光電源技術部經理郭治指出,這要求后續建立更為完善更為嚴格的測試條件和標準。
郭治介紹,1500V面臨眾多挑戰,包括直流滅弧、安全防護、電氣安全等。電壓升高后,在安全防護方面的要求提高,要重點考慮絕緣、電氣間隙及電壓升高帶來的擊穿放電等。這些問題的解決也是下一步1500V前行的重要課題。