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细数被美国家庭热捧的微型逆变器三大优势

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-15  来源:欧乐文化  浏览次数:431
核心提示:微型逆变器技术起源于美国加州,属于MLPE技术的一种,一经面世就受到了市场的热捧,并于2008年正式商业化量产。
微型逆变器技术起源于美国加州,属于MLPE技术的一种,一经面世就受到了市场的热捧,并于2008年正式商业化量产。在2016年IHS的报告指出,截止到2020年,全球MLPE市场体量将会接近10GW。数据显示,在美国户用光伏电站中,超过一半的家用屋顶选择微型逆变器产品。
图1 MLPE市场体量(来源:IHS报告)
图2 微逆系统图
1、安全性高
(1)直流电压低
先从传统光伏系统讲起:在传统光伏系统中,直流侧光伏电池经过串联构成一条200V~600V或甚至更高的高压直流母线然后接入逆变器,在安装过程中容易引发对工程人员的电击伤害,在长期运行过程中更有绝缘损坏或连接件接触不良导致的直流电弧风险,电弧温度可达数千度从而引发火灾,造成火灾或人身伤害。
 
同时,传统光伏系统还要面临以下业内难题:直流保护器件更贵,比交流保护器件可靠性低,高压直流电弧难以分断;光伏组件呈电流源特性,过流后电流不会明显变大,使保护变得更加困难;有光的时候就有电能产生,难以切断,发生故障尤其是火灾后对救援与灭火人员造生威胁。
图3 系统电压对比图
而微逆系统中,每个光伏组件独立接入逆变器,因此系统最高直流电压为光伏电池开路电压,大约在40V左右,安装和使用过程中非常安全,无电击及拉弧起火风险,从跟本上解决了传统系统中高直流电压的业内难题。
(2)电气隔离
传统逆变器直接连入配电网时由于过于追求成本,一般不能提供电网与光伏的电气隔离,电网与光伏的断开是通过交流继电器或是电力电子开关实现。这会导致在逆变器出现一些故障时难以有效分断交直流侧,导致出现故障后对对排查故障的人身造成威胁,也可能因为直流侧短路造成更大范围故障。
 
微型逆变器内部含有高频隔离变压器,在系统故障停机时有效分离电网与光伏侧,排查电网故障时光伏侧是低压而且隔离,排查光伏侧故障时交流侧电压也不会导致直流带电。
 
综上,微逆系统由于直流电压低的系统架构与电气隔离的设备方案,达到了传统系统中所不能达到的安全级别。使其非常适合于光伏建筑等对安全要求高的场合。
2、系统效率高
(1)组件级MPPT
对于微逆系统,每一个组件都单独接入逆变器,使系统中光伏电池不存在串联耦合,因此也就没有短板效应,如果部分光伏组件受遮挡或损坏,其余系统发电性能也不会受到任何影响。可以极大的提高系统的抗阴影性与复杂环境适应能力。如图4所示美国一项研究表明,在阴影条件下,微逆系统比传统系统的效率提升可以达到15%乃至更高。
 
图4 微逆系统与组串式系统在阴影下发电示意图
(2)高动态MPPT效率
组件级MPPT由于功率小,因此系统的控制与响应速度可以做到10毫秒级,几十倍乃至百倍于传统式逆变器,因此在多云天气或是光照变化快的其他场合,微逆的效率也高出其他传统逆变器约1-2%。
图5 禾迈微逆-动态MPPT效率高达99.8%
以上两点说明了微逆系统效率高的原因,而实际带来的优势不止于此。一方面微逆系统打破原有系统对组件最少数量的要求,另一方面解放了传统系统对单串组件一致性的限制,如图6所示,使系统设计更为灵活,最大程度的利用每一寸土地资源,这对土地资源匮乏的目前极有意义。微逆系统的系统效率可以轻易超过90%,这是传统光伏系统难以达到的参数。
图6 复杂环境下的光伏系统
3、运维成本低,高品质运维
如图所示为微逆监控系统示意图,数据采集器通过无线方式采集微逆数据并上传至服务器,使运维人员与业主可以通过网络方式监控整个网站的运行情况。

图7 微逆系统监控方案
微逆系统具备组件级的监控能力,便于监控光伏电池板的性能,发现光伏电池的损坏可以快速精准定位故障电池的位置并及时更换,解决了传统系统难以发现组件损坏及故障难以定位的难题,使运维更为方便快捷,并使成本降低一半以上。同时可以通过组件间对比诊断评估环境对组件的影响,指导整改影响发电的周边环境,保证系统的产出。
 
微型逆变器在安全、优化系统效率、提升系统发电量、智能监控及运维等多方面优势显著,是分布式,特别是户用光伏的不二之选。特别是现在用户在成本与质量两头抓的情况下,微型逆变器在未来一定会在市场上大放光彩。
 
当然如果想要进一步了解微型逆变器,在5月28-30日的SNEC第十二届(2018)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)展览会暨论坛上,不妨去E5-520杭州禾迈展台看看,全球领先的微型逆变器产品等着你~
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