光伏逆變器行業(yè)流行誤區(qū)之我見

光伏逆變器行業(yè)及逆變器在光伏電站中的應(yīng)用存在一些誤區(qū)，結(jié)合個(gè)人的理解寫一點(diǎn)個(gè)人看法，供大家參考。一家之言，如有不妥的地方，請(qǐng)指正。

誤區(qū)1，是不是組串逆變器可以適應(yīng)所有應(yīng)用場(chǎng)景？

“因地制宜、科學(xué)設(shè)計(jì)”是陽光電源提出的光伏電站設(shè)計(jì)及逆變器選型的理念，已經(jīng)深入人心。站在客戶角度，為了客戶價(jià)值最大化，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)該選擇不同類型的逆變器。例如，對(duì)于大型地面電站推薦集中式逆變器；對(duì)于山丘電站推薦多路MPPT集中式逆變器，部分容量小、復(fù)雜地形的電站使用組串式；對(duì)于工商業(yè)屋頂推薦使用組串式逆變器；對(duì)于戶用屋頂推薦使用單相組串逆變器。

道理也很簡(jiǎn)單，一種藥治一種病，如果一種藥治能治百病，工商局和藥監(jiān)局要會(huì)找這個(gè)廠家談話。更多信息參考中國(guó)能源報(bào)上文章《“因地制宜，科學(xué)設(shè)計(jì)”光伏電站逆變器選型指南》，參見：http://www.cnenergy.org/qyxw/201409/t20140929_327698.html

誤區(qū)2，是不是只有組串逆變器才能監(jiān)控組串的信息？

光伏組串檢測(cè)或組件檢測(cè)這個(gè)功能，可以集成在逆變器、智能匯流箱或者其它單獨(dú)的設(shè)備。在組串解決方案中，組串逆變器集成了組串檢測(cè)功能，具有管理組串的能力。集中式逆變器解決方案則是通過智能匯流箱實(shí)現(xiàn)組串檢測(cè)功能，同樣具有管理組串管理的能力。組串式方案沒有直流匯流箱，但是必須配置交流匯流箱（這點(diǎn)經(jīng)常會(huì)被某些逆變器廠家選擇性遺忘）。相對(duì)組串式方案，集中式方案成本約低0.2元/W，兩種方案發(fā)電量持平。這個(gè)結(jié)論已經(jīng)在多個(gè)對(duì)比電站中被反復(fù)驗(yàn)證。

誤區(qū)3，是不是客戶只關(guān)注初始投資？

LCOE（光伏系統(tǒng)生命周期內(nèi)平均化度電成本）是光伏電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型的最核心的優(yōu)化目標(biāo)，也是驅(qū)動(dòng)行業(yè)向前健康發(fā)展的力量。理性的業(yè)主，不僅僅只考慮初始投資，而是關(guān)注整個(gè)生命周期的度電成本。當(dāng)前市場(chǎng)已經(jīng)不是“金太陽”，“特許權(quán)”招標(biāo)時(shí)代的市場(chǎng)，客戶已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，電站設(shè)計(jì)日趨理性和精細(xì)化，客戶會(huì)更加重視自己的每一分投入。

舉個(gè)例子，在光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，過去的光伏系統(tǒng)組件容量與逆變器容量的配比通常是(1：1)，(1:1)配比是否是最優(yōu)的呢？在以LCOE為目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)(1:1)并不是最優(yōu)的配比，而最優(yōu)的配比可能是（1.2:1）,或者是（1.3:1）等等。在當(dāng)下的實(shí)際應(yīng)用中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)越來越多的電站在使用（1.1:1）的配比。我接觸到很多客戶，包括業(yè)主、投資人、設(shè)計(jì)院都已經(jīng)非常重視投資收益率的問題，追求更低的LCOE，客戶也是在不斷進(jìn)步中，不能用老眼觀看待我們親愛的客戶。關(guān)于超配的思想，請(qǐng)參考超配系列三篇文章《光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的組件超配與投資收益提升（一）、（二）、（三）》。
參見：http://www.pv-tech.cn/technical_papers/Compensation_module_of_pv_system_design_in_super_distribution_and_investmen

可以參考一個(gè)基本的大邏輯，相對(duì)于組串式方案，集中式方案投資成本低，收益持平，那么集中式方案LCOE相對(duì)更低。

誤區(qū)4，是不是逆變器效率做到更高已經(jīng)沒有意義？

前面提到，驅(qū)動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展的動(dòng)力之一是追求更低的LCOE。為了達(dá)到更低的LCOE,一是要降低成本，二是要提高發(fā)電量收益。當(dāng)前光伏行業(yè)各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，包括組件廠家和逆變器廠家都在不遺余力地在這兩個(gè)方面做努力。為了提高收益，從系統(tǒng)層面看，需要優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從設(shè)備層面看需要提高各部件的效率。光伏組件效率提升0.1%的背后是無數(shù)汗水和無數(shù)的微創(chuàng)新，同樣的道理也適用于逆變器。逆變器效率每提高0.1個(gè)百分點(diǎn)，背后都隱含著研發(fā)人員大量努力的工作，需在在研發(fā)、測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行各種技術(shù)攻關(guān)，代表著當(dāng)前行業(yè)內(nèi)最高水平的99%效率來之不易。其目的是可以把功率密度做得更大，溫升做得更小，壽命更長(zhǎng)；還是希望進(jìn)一步提升投資者的發(fā)電量收益。說提高逆變器的效率不重要是對(duì)客戶不負(fù)責(zé)任的一種誤導(dǎo)，引發(fā)這個(gè)誤區(qū)的人完全是酸葡萄心理。

誤區(qū)5，是不是提升逆變器的性能時(shí)都不考慮可靠性?

逆變器屬于工業(yè)品，具有生產(chǎn)力特性，能幫助客戶獲得收益。所有逆變器創(chuàng)新活動(dòng)，都一個(gè)隱性前提條件，那就是產(chǎn)品必須可靠、安全，這樣的企業(yè)才具有可持續(xù)發(fā)展的前提，請(qǐng)一定要注意這個(gè)前提。提升逆變器的性能，尤其是效率，需要多方面的創(chuàng)新和努力，其中使用高效功率器件也是手段之一。逆變器的發(fā)展與功率器件的發(fā)展是相互促進(jìn)的。SiC器件比IGBT或MOSFET具有優(yōu)越性。SiC器件是已經(jīng)大批量量產(chǎn)的成熟產(chǎn)品，并且已經(jīng)批量化使用。如果SiC器件不是成熟產(chǎn)品，全球所有做SiC器件的廠家可能都要倒閉，SiC供應(yīng)商應(yīng)該不會(huì)這么傻，只干一票就跑路了，做一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)是所有有正常思維的企業(yè)家的夢(mèng)想。SiC的應(yīng)用已經(jīng)是潮流，行業(yè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展是不會(huì)開倒車的。過于擔(dān)憂SiC器件的可靠性猶如杞人憂天。

誤區(qū)6,是不是無熔絲的組串逆變器就是安全的？

逆變器直流側(cè)熔絲對(duì)于保護(hù)逆變器、保護(hù)組件、保護(hù)整個(gè)電站系統(tǒng)的安全是非常有必要的。如果把熔絲這種器件的功能全部否定，如果熔絲沒有用，這個(gè)器件就可以從世界上消失了，做熔絲的廠家可能就要倒閉了。這是一種因噎廢食的誤導(dǎo)。

市場(chǎng)上有這樣一種組串逆變器，具有3路MPPT,每路MPPT有2個(gè)組串。其有兩種工作模式，第一種是升壓電路工作，六路組串在直流母線不會(huì)并聯(lián)模式，第二種是升壓電路旁路后，六路組串會(huì)在直流母線處并聯(lián)模式。如果沒有直流側(cè)熔絲，在這兩種模式下，都會(huì)存在安全隱患。第一種模式，當(dāng)其中一路組串短路時(shí)，雖然不會(huì)來自其它四路組件的大電流反灌，但是會(huì)來自直流母線電容上的大電流，依然可能會(huì)瞬間燒毀端子、線纜，或者因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間過流、發(fā)熱、起火。第二種模式，當(dāng)組串電壓較高并且電壓接近相等時(shí)，六路組串會(huì)在直流母線處并聯(lián)起來，這時(shí)當(dāng)有一個(gè)組串短路時(shí)，會(huì)來自其它五路組串和直流母線大電流的雙重沖擊，燒毀設(shè)備。

光伏系統(tǒng)中拉弧現(xiàn)象，主因是接線端子沒有擰緊，或者是電纜破損等原因，而不是來自熔絲。解決拉弧問題的主要手段是在逆變器或匯流箱中，增加防拉弧監(jiān)測(cè)裝置，這也是UL-1699B標(biāo)準(zhǔn)所要求的。

直流側(cè)的安全十分重要，除了熔斷器外，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵，部分廠家為了降低成本，采用壓敏電阻式的板級(jí)防雷設(shè)計(jì)，保護(hù)能力差，且一旦防雷動(dòng)作后，需要整機(jī)更換，無形中增加了用戶的使用成本。

如果每路MPPT都只有兩路組串，大大降低了組串配置的靈活性。例如不能使得組件功率和逆變器功率做到最優(yōu)配置，導(dǎo)致組件功率少配或過配。

誤區(qū)7，是不是逆變器功率越做越大是逆潮流？

能滿足需求的、可以給客戶帶來更多價(jià)值、更多收益的發(fā)展趨勢(shì)就是潮流。考察下2.5MW逆變器和1MW逆變器在電站中使用，哪個(gè)更有優(yōu)勢(shì)。我們做了測(cè)算，結(jié)果是使用2.5MW逆變器相比使用1MW,100MW電站可節(jié)約投資約1000萬, 相當(dāng)于節(jié)省0.1元/W投資 ，同時(shí)發(fā)電量提升了約1%。為什么呢，（1）因?yàn)楣β蚀罅撕螅瑔挝怀杀窘档停唬?）逆變器功率的加大，不是簡(jiǎn)單的功率的提升，在提高功率的同時(shí)做了很多技術(shù)創(chuàng)新，給客戶提供更多的價(jià)值，例如功率密度也增加，占地面積相對(duì)更小，相對(duì)單位重量輕，維護(hù)成本也降低，這也是當(dāng)今歐美光伏發(fā)達(dá)地區(qū)，2MW以上解決方案是大型電站主流解決方案的原因。

誤區(qū)8，組串逆變器是不是無風(fēng)扇更好？

有小孩子的家庭應(yīng)該都經(jīng)歷過，小孩發(fā)燒時(shí)，家長(zhǎng)非常擔(dān)心，為了更好的保持大腦散熱通常會(huì)用熱毛巾擦拭或者用降溫貼貼在腦門和動(dòng)脈上。如果不采用這種物理法進(jìn)行輔助降溫，小孩的大腦有可能因?yàn)楦邿斐捎谰脗Α?/p>

組串逆變器適合應(yīng)用于工商業(yè)屋頂?shù)确植际焦夥娬尽＿@種電站的主要特點(diǎn)是高溫，而不是風(fēng)沙，因此逆變器設(shè)計(jì)時(shí)散熱是主要考量因素。在烈日炎炎的夏季，屋頂?shù)孛娓浇鼫囟冗_(dá)到60℃以上，組串逆變器面臨內(nèi)部功率損耗帶來的熱量及外部烘烤。如果有外部風(fēng)扇的組串逆變器，風(fēng)扇加速了逆變器散熱，以保證逆變器正常工作，同時(shí)可以保證內(nèi)部元器件溫度盡可能低，不至于由于內(nèi)部器件長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫下而縮短了使用壽命。而沒有外部風(fēng)扇的組串逆變器，在高溫環(huán)境下，雖然短時(shí)間能工作，但是由于過高的內(nèi)部溫度，產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性存在問題，壽命也是大打折扣的。

經(jīng)過測(cè)試，某廠家無風(fēng)扇的組串逆變器內(nèi)部溫度比有風(fēng)扇的組串逆變器溫度高10℃，根據(jù)壽命評(píng)估算法，溫度升高10℃，壽命將會(huì)縮短一半。同時(shí)高溫時(shí)還存在降功率運(yùn)行的問題，嚴(yán)重影響用戶收益。