光伏電站逆變器解析
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在科技的發(fā)展道路上,離不開能源的助力,特別是再科技飛速發(fā)展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人員不斷開發(fā)新能源,這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽能的使用。在中大型工商業(yè)光伏電站中,一般推薦盡量使用功率大逆變器,因?yàn)槟孀兤鞴β试酱?,單瓦價(jià)格越便宜,后面的交流配電柜和交流電纜也會(huì)更少一點(diǎn),但是不是逆變器單機(jī)功率越大,系統(tǒng)成本就越低,系統(tǒng)發(fā)電量就越高,運(yùn)維也越方便,這個(gè)也不是必然的,還要從各方面綜合考慮。
光伏系統(tǒng)中,影響成本的因素有組件、支架、直流電纜、逆變器、交流電纜、交流配電柜、變壓器、人工安裝等因素。如果只是選用不同功率的逆變器,組件、支架、變壓器,人工安裝等都差不多,直流電纜、逆變器、交流電纜、交流配電柜這些配件稍有差別。下面以一個(gè)300kW的工商業(yè)電站,彩鋼瓦屋頂,面積約3600平方,分別采用5臺(tái)60kW逆變器和3臺(tái)100kW逆變器,對(duì)比這兩種方案的經(jīng)濟(jì)性。
1直流電纜
直流電纜是指從光伏組件到逆變器這一部分之間的電纜,可以節(jié)省線纜和配電柜成本,但也要控制直流電纜的長(zhǎng)度,從組件到逆變器的直流電纜,對(duì)系統(tǒng)發(fā)電量的影響非常大,電纜越長(zhǎng),損耗越高,直流電纜控制在50米以內(nèi),直流電纜損失可以降低到0.2%。逆變器功率越大,遠(yuǎn)端的組件離逆變器就越遠(yuǎn),所用的電纜就越長(zhǎng)。
如上圖所示,采用5臺(tái)60kW逆變器方案,每臺(tái)逆變器的方陣約為720平方,逆變器10組輸入,每組電纜長(zhǎng)度約為30米到50米,平均為40米,那么每臺(tái)逆變器需要的直流電纜長(zhǎng)度為400米,300kW系統(tǒng)直流電纜總長(zhǎng)度為2000米;如果采用3臺(tái)100kW逆變器方案,每臺(tái)逆變器的方陣約為1200平方,逆變器18組輸入,每組電纜長(zhǎng)度約為30米到60米,平均為45米,那么每臺(tái)逆變器需要的直流電纜長(zhǎng)度為810米,300kW系統(tǒng)直流電纜總長(zhǎng)度為2430米;所以采用采用5臺(tái)60kW逆變器方案,光伏直流電纜要節(jié)省20%以上。
2交流電纜
交流電纜分為兩段,一段是逆變器到交流匯流箱之間的電纜,一段是交流匯流箱到并網(wǎng)箱之間的電纜,采用不同功率的逆變器,只有前者不一樣,60kW逆變器,最大輸出電流是87A,設(shè)計(jì)采用3*35+1*16平方的銅芯電纜或者3*50+1*25鋁合金芯電纜,100kW逆變器,最大輸出電流是145A,設(shè)計(jì)采用3*70+1*35平方的銅芯電纜或者3*120+1*70鋁合金芯電纜,我們假定60kW逆變器離交流匯流箱的距離為100米,5臺(tái)逆變器需要500米電纜,假定100kW逆變器離交流匯流箱的距離為80米,3臺(tái)逆變器需要240米電纜。
從上表可以看到,如果采用鋁合金芯電纜,60kW逆變器方案的電纜成本低一些,如果采用銅芯電纜,100kW逆變器方案的電纜成本低一些,但都相差不大。
3交流匯流箱
交流匯流分為兩部分,前一部分是逆變器的開關(guān),這一部分有區(qū)別,后一部分是匯流后的總開關(guān),這一部分是一樣的,60kW逆變器,最大輸出電流是87A,設(shè)計(jì)采用100A的塑殼空開,100kW逆變器,最大輸出電流是145A,設(shè)計(jì)采用160A的塑殼空開,都采用CHNT正泰昆侖3P塑殼斷路器空氣開關(guān),100A的價(jià)格約為136元,5個(gè)總價(jià)為680元,160A的價(jià)格約為180元,3個(gè)的總價(jià)約為540元,相差約140元,實(shí)際上,交流匯流箱一般是按總功率和配置報(bào)價(jià),前面幾進(jìn)的對(duì)總體價(jià)格影響不大。
4逆變器效率
逆變器從10kW到60kW,如果是同一代的類型,可以看到,逆變器的功率越大,效率越高,這是由逆變器里面的功率器件決定的,功率越大,損耗越低,效率就越高,但到了60kW之后,逆變器的效率卻沒有什么增長(zhǎng),這是因?yàn)楣β誓K增長(zhǎng)有限,從60kW之后,一般都是采用多塊模塊并聯(lián),所以效率增長(zhǎng)有限。
5重量和體積
舉例來說:古瑞瓦特MAC60kW逆變器,體積為0.68*0.508*0.281,重量為52公斤,一個(gè)力氣稍大的成年人可以搬動(dòng),而一臺(tái)100kW逆變器,體積為1.051*0.66*0.362,重量為85公斤,一個(gè)人難以搬運(yùn),需要專業(yè)的吊裝工具,如果在環(huán)境很復(fù)雜的屋頂,用機(jī)器吊裝可能不會(huì)很方便,人工去抬又較危險(xiǎn),所以建議選擇重量輕的逆變器。
總 結(jié)
綜上所述,大型工商業(yè)光伏電站,從60kW功率以上,選用哪一種逆變器,系統(tǒng)造價(jià)和效率其實(shí)相差不大,可以根據(jù)項(xiàng)目地形、安裝方式等實(shí)際情況去選擇。相信再過幾年到幾十年,當(dāng)人類利用太陽能的技術(shù)很成熟的時(shí)候,這樣就有了無窮盡的能源供給社會(huì)的使用,再當(dāng)下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。