“過去,光伏系統(tǒng)的容量按直流功率定義,而現(xiàn)在則按并網(wǎng)交流功率,過去光伏-逆變器容量比為1:1,現(xiàn)在為1.2:1,甚至更高”這是國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)著名專家王斯成老師在2014年的一次研討會(huì)上給大家介紹的,同時(shí)王老師進(jìn)一步分析說:“通過提高容配比, 如10MW光伏電站超配到12MW,每年可增加收益256萬元,新增投資IRR(內(nèi)部收益率)大于28%。
圖1:光伏系統(tǒng)各環(huán)節(jié)損耗組成
光伏組件容量和逆變器容量比,習(xí)慣稱為容配比。光伏應(yīng)用早期,系統(tǒng)一般按照1:1的容配比設(shè)計(jì)。在應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn),以系統(tǒng)平均化度電成本(Levelized Cost Of Electricity, LCOE)最低為標(biāo)準(zhǔn)衡量系統(tǒng)最優(yōu),在各種光照條件、組件鋪設(shè)傾斜角度等情況下,達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)的容配比都大于1:1。也就是說,一定程度的提升光伏組件容量,有利于提升系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益,這就是我們談的組件超配。
一、系統(tǒng)容配比主要影響因素
合理的容配比設(shè)計(jì),需要結(jié)合具體項(xiàng)目的情況,綜合考慮,主要影響因素包括輻照度、系統(tǒng)損耗、組件安裝角度等方面,具體分析如下。
1、不同區(qū)域輻照度不同
根據(jù)國(guó)家氣象局風(fēng)能太陽能評(píng)估中心劃分標(biāo)準(zhǔn),將我國(guó)太陽能資源地區(qū)分為四類,不同區(qū)域輻照度差異較大。即使在同一資源地區(qū),不同地方的全年輻射量也有較大差異。例如,同是I類資源區(qū)的西藏噶爾和青海格爾木,噶爾的全年輻射量為7998 MJ/m2,比格爾木的6815 MJ/m2高17%。 意味著相同的系統(tǒng)配置,即相同的容配比下,噶爾地區(qū)的發(fā)電量比格爾木高17%。若要達(dá)到相同的發(fā)電量,可以通過改變?nèi)菖浔葋韺?shí)現(xiàn)。
2、系統(tǒng)損耗
光伏系統(tǒng)中,能量從太陽輻射到光伏組件,經(jīng)過直流電纜、匯流箱、直流配電到達(dá)逆變器,當(dāng)中各個(gè)環(huán)節(jié)都有損耗。如圖1所示,直流側(cè)損耗通常在7-12%左右,逆變器損耗約1-%,總損耗約為8-13%(此處所說的系統(tǒng)損耗不包括逆變器后面的變壓器及線路損耗部分)。
也就是說,在組件容量和逆變器容量相等的情況下,由于客觀存在的各種損耗,逆變器實(shí)際輸出最大容量只有逆變器額定容量的90%左右,即使在光照最好的時(shí)候,逆變器也沒有滿載工作。降低了逆變器和系統(tǒng)的利用率。
3、組件安裝角度
不同角度安裝的組件所接收到的輻照度不同,如分布式屋頂多采用平鋪的方式,則相同容量的組件,輸出能量比有一定傾角的低。