在分布式光伏系統中,一些別墅屋頂往往朝向復雜,還伴有陰影遮擋,這對于系統發電量來說有著很大的影響。系統中的MPPT數量是影響發電量的重要因素。多路MPPT對解決分布式光伏中多朝向、陰影遮擋等問題起著至關重要的作用。
發電量“殺手”—組件失配
每塊組件都有自己的P-V特性曲線,該曲線會隨著光照強度、環境溫度的變化而變化。不同廠家、不同型號、以及不同生產批次的光伏組件,P-V特性曲線并不完全一致;在不同光照、不同溫度以及不同衰減下,各組件的特性曲線也會不一致。簡單來說,一個陣列內同一時間不同組件的P-V特性曲線不一致,就是組件失配。
造成組件失配的原因主要有三點:
1. 組件正常衰減的離散性。同一陣列中,不同組件衰減程度的不一致性,離散性越大,失配程度越高。
2. 組件非正常損壞。由于形成熱斑等原因進而導致組件的非正常損毀可能會導致整個串聯組件斷路,也可能會通過旁路二極管保持串聯后的組件繼續工作。
3. 光照強度不均勻。由于組件表面的灰塵積累、陰影遮擋等原因,組件的朝向不同,導致各組件接受的光照強度不一致,同一時間下各組件的P-V特性曲線出現差異,形成失配。
神奇的MPPT
MPPT是光伏系統核心設備光伏逆變器的主要功能之一,通過不斷調整逆變器自身的等效電阻值,影響所跟蹤的組件的電壓電流值,尋找并保持系統工作在P-V特性曲線的最高功率點。
光伏陣列一般由21或者22塊組件形成,多路MPPT方案解決組件失配,就是通過陣列解耦讓更多的MPPT來分別跟蹤同一陣列中的組件,單個MPPT跟蹤的組件越少,組件失配損失越低。
對陣列的解耦首先從解耦組串并聯開始,當對組串并聯解耦進行到極限,即每一組串由一個MPPT單獨進行跟蹤時,可以完全解決并聯失配。進一步解決組件失配就需要從串聯失配著手,以組件為最小單位進行解耦,解耦越細,串聯失配損失越低。目前,只有微型逆變器方案可以實現解決串聯失配問題。
微型逆變器解決方案,多發電5%~25%
發電量“殺手”—組件失配
每塊組件都有自己的P-V特性曲線,該曲線會隨著光照強度、環境溫度的變化而變化。不同廠家、不同型號、以及不同生產批次的光伏組件,P-V特性曲線并不完全一致;在不同光照、不同溫度以及不同衰減下,各組件的特性曲線也會不一致。簡單來說,一個陣列內同一時間不同組件的P-V特性曲線不一致,就是組件失配。
組件P-V特性曲線
造成組件失配的原因主要有三點:
1. 組件正常衰減的離散性。同一陣列中,不同組件衰減程度的不一致性,離散性越大,失配程度越高。
組件衰減曲線
2. 組件非正常損壞。由于形成熱斑等原因進而導致組件的非正常損毀可能會導致整個串聯組件斷路,也可能會通過旁路二極管保持串聯后的組件繼續工作。
組件非正常損壞
3. 光照強度不均勻。由于組件表面的灰塵積累、陰影遮擋等原因,組件的朝向不同,導致各組件接受的光照強度不一致,同一時間下各組件的P-V特性曲線出現差異,形成失配。
光照強度不均勻
曾經有行業人士計算過,從電站25年壽命的角度來看,組件失配造成的“木桶效應”對整個光伏系統造成的發電量損失可以達到甚至超過15%。而這時,通過在逆變器端增加MPPT路數的方案,可以一定程度上降低“木桶效應”的影響。
分布式光伏陰影遮擋
神奇的MPPT
MPPT是光伏系統核心設備光伏逆變器的主要功能之一,通過不斷調整逆變器自身的等效電阻值,影響所跟蹤的組件的電壓電流值,尋找并保持系統工作在P-V特性曲線的最高功率點。
光伏陣列一般由21或者22塊組件形成,多路MPPT方案解決組件失配,就是通過陣列解耦讓更多的MPPT來分別跟蹤同一陣列中的組件,單個MPPT跟蹤的組件越少,組件失配損失越低。
對陣列的解耦首先從解耦組串并聯開始,當對組串并聯解耦進行到極限,即每一組串由一個MPPT單獨進行跟蹤時,可以完全解決并聯失配。進一步解決組件失配就需要從串聯失配著手,以組件為最小單位進行解耦,解耦越細,串聯失配損失越低。目前,只有微型逆變器方案可以實現解決串聯失配問題。
微型逆變器光伏系統
微型逆變器解決方案,多發電5%~25%
一個10kW的屋頂分布式項目,采用微型逆變器有40路獨立的MPPT。微逆系統為全并聯設計電路,每塊組件都具有獨立MPPT,可以實現最大功率輸出,消除了組件朝向、角度不同及周邊陰影遮擋而造成的失配問題,大大提高了發電量。
昱能微型逆變器YC500,MPPT對復雜曲線的動態靜態精確跟蹤能力強,MPPT追蹤效率達99.5%, 在相同條件下,比組串式逆變器多發電5%~25%。
MPPT數量增長, 系統收益增加
10kw的組串式系統與10kw的微逆系統相比,微逆系統一次性投資多出13%左右,25年系統發電量提升15%左右。則這15%的發電量的度電補貼收益與電費收益遠遠超過初期多投資的13%。
10kw光伏系統,以浙江省為例:
MPPT數量增長, 系統收益增加
10kw的組串式系統與10kw的微逆系統相比,微逆系統一次性投資多出13%左右,25年系統發電量提升15%左右。則這15%的發電量的度電補貼收益與電費收益遠遠超過初期多投資的13%。
10kw光伏系統,以浙江省為例:
由上表得出,微逆系統初期多投資的1萬元,最終為用戶帶來4萬多的收益,該部分的投資收益高達15%。