目前,光伏系統(tǒng)中的光伏組件及電氣設(shè)備均是基于直流端1000V的電壓要求設(shè)計和制造的。為了光伏系統(tǒng)更好的收益率,其發(fā)電成本和發(fā)電效率在光伏補貼削減的情況下急需有一個突破,因此開發(fā)1500V相關(guān)光伏產(chǎn)品已經(jīng)是一種趨勢。1500V耐高壓組件和配套電氣設(shè)備意味著更低的系統(tǒng)成本,更高的發(fā)電效率,將這種新的設(shè)備和技術(shù)引入其中,可以使得光伏行業(yè)逐步擺脫對補貼的依賴,早日實現(xiàn)平價上網(wǎng)。
1500V系統(tǒng)相關(guān)核心設(shè)備如上圖,1500V對每個設(shè)備的要求也有相應(yīng)的改變:
?
1500V組件
- 組件排版間距變更,對組件爬電距離要求提高;
- 組件材料變更,對背板的材質(zhì)及測試要求提高;
- 組件絕緣、耐壓、濕漏電及脈沖等測試要求提升;
- 組件成本基本持平,性能提升;
- 目前已有針對1500Vdc系統(tǒng)組件的IEC標準。如IEC 61215 / IEC 61730等;
- 主流廠商的1500Vdc系統(tǒng)組件已經(jīng)通過了相關(guān)認證(CE、TUV,VDE等)及PID性能測試。
1500V直流線纜
- 絕緣、護套厚度,橢圓度,絕緣電阻,熱延伸,耐鹽霧和煙霧試驗,成束燃燒試驗存在差異。
1500V匯流箱
- 電氣間隙和爬電距離,工頻電壓和沖擊耐受電壓以及絕緣電阻的測試要求;
- 防雷器、斷路器、熔斷器、導(dǎo)線、自供電源、防反二極管、連接器存在差異;
- 匯流箱和各關(guān)鍵器件的標準已準備就緒。
1500V逆變器
- 防雷器、斷路器、熔斷器、開關(guān)電源存在差異;
- 絕緣、電氣間隙以及電壓升高帶來的擊穿放電等;
- 1500V電壓等級已經(jīng)被涵蓋在相關(guān)IEC標準中。
1500V系統(tǒng)
1500V系統(tǒng)方案在組串的設(shè)計上,以前1000V的系統(tǒng)每一串的組件是18-22塊,現(xiàn)在1500V系統(tǒng)會使組件的串聯(lián)數(shù)量大大提高至32-34塊,使得多串少并變?yōu)楝F(xiàn)實。
當(dāng)前光伏發(fā)電系統(tǒng),直流側(cè)電壓450-1000V,交流側(cè)電壓270-360V;1500V系統(tǒng),單個組串組件數(shù)量增加50%,直流側(cè)電壓900-1500V,交流側(cè)400-690V,不只是直流側(cè)線損下降,交流側(cè)的線損都有大幅下降。
從逆變器方面說,以前使用1MW集中式逆變器,現(xiàn)在使用1500V系統(tǒng)以后,可以最多拓展到2.5MW逆變器;并且交流側(cè)額定電壓的提高,同樣功率的逆變器,交流側(cè)的輸出電流降低,有利于降低逆變器的成本。
通過綜合測算,通過1500V系統(tǒng)的技術(shù)提升之后,整個系統(tǒng)成本大致可以降低2毛錢,同時系統(tǒng)效率可以提升2%。所以1500V系統(tǒng)的應(yīng)用對降低系統(tǒng)成本有很大幫助。
? 通過采用1500V系統(tǒng),組件串聯(lián)增多,并聯(lián)減少,線纜減少,匯流箱和逆變器數(shù)量減少。電壓升高,損耗降低,效率提升。安裝、維護工作量減少,也就降低了安裝和運維成本。從而可以降低度電成本LCOE值。
原文始發(fā)于微信公眾號(坎德拉學(xué)院):1500V對組件、逆變器、電纜、匯流箱的要求和及系統(tǒng)優(yōu)化