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那些加装了功率优化器的光伏电站现在怎么样了?

发布时间: 2018-02-24 19:53     来源: 科技最前线

2017年被称为中国分布式光伏元年,全年新增分布式光伏装机量近20GW,据估计,户用分布式光伏新增50万户以上,其中浙江、山东两省户用光伏安装量均超过10万户。

众所周知,相较于大型地面电站,屋顶分布式光伏电站环境更复杂,为了避开女儿墙、周边建筑物、架空线缆、屋顶烟囱、太阳能热水器等遮挡物的影响,以及避开不同朝向屋顶采光度不一致的问题,屋顶可利用安装区域势必会减少,安装容量受限。

如果没有避开这部分遮挡物,电站会因为遮挡或采光不一致而造成串联、并联失配的情况,电站整体发电效率会被拖累。据相关研究报告,光伏组件的局部阴影遮挡,会拉低整个组串发电量达30%以上。

通过PVsyst建模分析,由于光伏组串串联的特性,单个光伏组件如果发电量降低30%,同样会拖累整个组串上的其他组件的发电量降到同样的低水平,这就是光伏组串系统里的木桶短板效应。而如果逆变器一路MPPT控制了多个组串,那么一个组串上单一组件的短板问题,还会拖低逆变器对应MPPT上其他组串发电量,变成整个系统的短板,损失的发电量可达10%甚至更多。

针对上述情况,丰郅(上海)新能源科技有限公司于2017年11月推出的光伏功率优化器,采用世界领先的Buck-Boost升降压技术,可以对每块光伏组件进行单独的升降压控制,解决隐裂、热斑、阴影遮挡、清洁度不一、朝向及采光不一致导致的光伏组串串联、并联失配问题,提升系统的整体发电量。

通过3个案例,就丰郅光伏功率优化器应用效果进行评估:

一、 浙江缙云县8KW屋顶电站,优化区域提升发电量130%,每天多发6度电。

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8KW户用式电站,建在居民住宅楼三层,部分组件在阳台雨棚上安装,部分组件在瓦面上安装。组件型号:11块尤利卡单晶 275wp,15块隆基单晶285wp;

逆变器型号:1台古瑞瓦特Growatt 3000-S一串接入,1台古瑞瓦特Growatt 4200MTL-S两串接入。

3000-S逆变器对应组串共11块组件,受到热水器和旁边水塔的阴影遮挡。通过PVsyst模拟,全年12个月都会受到阴影遮挡,实际发电量每天比应发电量少63%,即8.3度电。

此组串加装11个光伏功率优化器后,对比安装前后各10个晴天发电量情况,得出分析如下:

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12月20日为优化器运行的第一天,同时加入对比组串的发电量灰色部分进行分析以排除辐照量,温度等干扰量的影响,安装优化器后发电量提升比例为130%,平均每天提升6度电。

二、 浙江杭州5.5KW屋顶电站,优化组串提升发电量39.13%,每天多发电6.47度

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2017年投运的5.5KW屋顶电站,两个组串均受到周围树木遮挡影响,发电量低于正常水平。逆变器为阳光电源SG5KTL-D,共接入2串;组件为乐叶单晶285wp,共20块,型号为LR6-60-285M。

根据现场的实际遮挡情况,在PVsyst中进行建模分析,这两串共20块光伏组件,全年10个月都会受到阴影遮挡,严重拉低系统整体发电量。综上所述,本项目现场选择在两串共20块组件上安装丰郅光伏功率优化器。

两个组串加装20个光伏功率优化器后,对比安装前后各5个晴天发电量情况,得出分析如下:

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12月30日为优化器运行的第一天,同时加入对比组串的发电量数据灰色部分进行分析以排除辐照量,温度等干扰量的影响,安装优化器后发电量提升比例为39.13%,平均每天提升6.47度电。

三、 山东枣庄2MW集中式电站,优化区域4个组串发电量提升105.93%,每天多发电29.28度

2015年投运的2MW集中式山地电站,采用海润光伏255wp多晶组件,阳光电源SSG1000集中式逆变器,4路MPPT,8个组串输入。

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现场阴影遮挡较为复杂,主要分为电线杆遮挡、树木遮挡和组件前后间距过小三个部分。其中组件前后排遮挡在冬季时因为太阳高度角变低时会出现,夏天不会出现。电线杆遮挡和树木遮挡全年都会出现。

根据系统中组件和逆变器的型号参数,项目地点及受到阴影遮挡的具体情况,在PVsyst中对整个系统建立模型。在晴天下,光的辐射量的线性损失为8.9%。因为不一致性导致的失配发电量损失无法得出理论值。

根据现场情况,选取其中四个组串,每个组串安装光伏功率优化器22个,共安装88个优化器。对比安装前后及相邻未安装优化器组串发电量情况,得出分析如下:

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在天气状况为晴的条件下,减少天气辐照情况的扰动量,同时加入对比组串的发电量灰色部分

进行分析以排除辐照量,温度等干扰量的影响,苏美达枣庄电站安装优化器之后发电量比未安装的时期的发电量提升了 105.93%,平均每天每串发电量提升了7.32度,4串每天一共提升29.28度。

因为大型平地电站减少,山地等资源环境复杂, 逆变器由集中式向组串式进行了转变。当下大型电站减少,分布式、屋顶光伏电站增多,项目资源更加复杂,组件级的光伏智能控制设备是否能够发挥更大价值?我们拭目以待。

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