回顧光伏行業(yè)發(fā)展的歷史,從2009年“特許權(quán)”招標拉開集中逆變器應(yīng)用的大幕,到集中逆變器成為中國乃至全球大型地面光伏電站應(yīng)用的主流產(chǎn)品,集中逆變器的各項性能指標在不斷提升。同時防護性能也越來越強,逐漸擺脫了房子的束縛,直接應(yīng)用到戶外。這一技術(shù)是如何實現(xiàn)的呢?應(yīng)用環(huán)境如何?它又能為業(yè)主帶來什么價值呢?
從應(yīng)用和安裝方式來看,集中逆變器的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個里程碑:2008年之前,集中逆變器是住在水泥房里的;2008年-2012年,集中逆變器搬到了戶外板房里;2013年-至今,這個階段集中逆變器又轉(zhuǎn)移到集裝箱內(nèi)。
縱觀集中逆變器應(yīng)用的發(fā)展歷程,有一個非常明顯的特征,就是逆變器在實際應(yīng)用中始終離不開房子。這與人為什么要住在房子里是相同的道理,就是為了讓逆變器擁有更好的防護、更好的工作環(huán)境。喜歡思考的朋友一定會提出一個問題,隨著技術(shù)的發(fā)展,集中逆變器能否脫離房子呢?
一般集中逆變器的防護等級是IP21,放在房子后實現(xiàn)了IP54的防護等級,以滿足實際工況要求。IP54高防護等級主要是為了保護逆變器的核心精密器件,例如IGBT、電子器件、電路板等,避免水氣、灰塵等接觸到它們。當逆變器自身的防護等級達到IP54以上時,就可以走出房子,這也就到了集中逆變器的第四個里程碑。
眾所周知,雖然集中逆變器的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破99%,但還有1%的損耗以熱量的形態(tài)呈現(xiàn)出來。為了把熱量從體內(nèi)驅(qū)散出去,就需要有空氣的內(nèi)外交換,而空氣中含有水氣和灰塵,因此空氣的內(nèi)外交換會給防護等級帶來挑戰(zhàn),這就存在一定的矛盾。
為了解決這個問題,可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計上和熱設(shè)計上進行創(chuàng)新,既讓散熱氣流能把內(nèi)部的熱量及時帶到體外,又能避免散熱氣流中水分和灰塵接觸到我們要保護的核心精密器件。這就要設(shè)計好氣流的行走路徑,猶如打通集中逆變器的“任督二脈”。
“任脈”就是外循環(huán),“督脈”是內(nèi)循環(huán)??刂瓢?、低壓器件、電容等位于完全密封的機柜內(nèi)部,與外部通過熱交換器的散熱鋁膜進行熱量交換。具體熱量交換過程為:外部的冷風從進風口進入,穿過熱交換器散熱鋁膜,然后從上面的排風口出來;內(nèi)部循環(huán)熱量通過交換器散熱鋁箔傳遞到外循環(huán),實現(xiàn)內(nèi)外完全隔離。
如此精妙的創(chuàng)新設(shè)計,既保證了內(nèi)部熱量能盡快驅(qū)散出去,又能讓逆變器核心器件與外部的水汽和灰塵完全隔離,實現(xiàn)IP65防護,處于一個清潔、舒適的工作環(huán)境,這樣逆變器就更加穩(wěn)定可靠,壽命也將更長。
陽光電源在今年的SNEC展會上就發(fā)布了國內(nèi)首款戶外單機集中逆變器SG1250,率先在國內(nèi)讓集中逆變器從房子中走了出來,可以直接應(yīng)用在戶外高溫、高濕、風沙、鹽霧等各種惡劣環(huán)境,比如水面電站,沙漠電站及鹽堿電站等。
這款戶外型集中逆變器除了繼承傳統(tǒng)集中逆變器的所有優(yōu)勢,比如SVG功能、PID修復(fù)與防護、智能控制單元等,還進行了全面升級優(yōu)化:性價比更高,占地面積更小,功率密度更大,在可靠性和維護方面也更具有優(yōu)勢,大幅降低系統(tǒng)初始投資和運維成本。
在實際的應(yīng)用中,推薦兩臺SG1250組成2.5MW逆變單元,系統(tǒng)性價比最優(yōu):與組串式1.6MW方案相比,節(jié)省初始投資約2毛/W;與集中式1.25MW方案相比,節(jié)省初始投資約5分/W。
因此,集結(jié)這么多優(yōu)點于一身,從房子中走出來的戶外型集中逆變器將成為未來發(fā)展新趨勢。