對(duì)于光伏電站來(lái)說(shuō),光伏組件和逆變器無(wú)疑是其中的核心設(shè)備,組件即電池板,把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能類(lèi)似若干個(gè)小電池,逆變器把直流變成交流可以并網(wǎng)應(yīng)用。
業(yè)界對(duì)逆變器的能量轉(zhuǎn)換功能已認(rèn)識(shí)得很清楚,決定逆變器轉(zhuǎn)換質(zhì)量的無(wú)疑是其效率指標(biāo),業(yè)界普遍存在這樣的認(rèn)識(shí):組件選定后直流輸出功率就確定了,逆變器選定后系統(tǒng)的交流輸出功率也確定了。再看各廠家的逆變器效率參數(shù)相差無(wú)幾(最高效率98.7%左右,歐效98.4%左右),那么決定系統(tǒng)效率的主要就是電池組件,逆變器選哪家關(guān)系不大。
事實(shí)真的是這樣嗎?我們看某機(jī)構(gòu)在海南專(zhuān)門(mén)建的逆變器測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試數(shù)據(jù),組件、支架、組件安裝傾角、朝向等全部相同,選用了6種逆變器,實(shí)際測(cè)試發(fā)電量數(shù)據(jù)有些相差已達(dá)到6%。難道逆變器廠家給的效率參數(shù)有這么大水份?其實(shí)不是,如果我們拿功率分析儀分別測(cè)量逆變器直流輸入和交流輸出功率,會(huì)發(fā)現(xiàn)雖然逆變器轉(zhuǎn)換效率不一定有宣稱(chēng)的那么高,但是兩款逆變器的效率差異也不大,都在1%以下。那是否可以說(shuō)明是電池板的直流功率差異導(dǎo)致呢?例如有一組電池板存在質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致輸出功率顯著下降,但是當(dāng)我們只是交換逆變器后,會(huì)發(fā)現(xiàn)交換逆變器后原來(lái)發(fā)電量高的仍然會(huì)發(fā)電量高,也就說(shuō)明不是組件陣列本身差異決定的問(wèn)題。
問(wèn)題到底出在哪里呢?要搞清楚這個(gè)問(wèn)題還得先回顧下電池板的基本特性與逆變器MPPT工作原理。
從上圖可見(jiàn)組件的一個(gè)重要工作特點(diǎn):組件輸出功率受工作電壓關(guān)系決定,即組件輸出功率有最大功率點(diǎn),偏離最大功率點(diǎn)的電壓偏低或者偏高,都會(huì)導(dǎo)致組件輸出功率降低。也就是說(shuō)如果一個(gè)電站系統(tǒng)中組件的實(shí)際工作電壓偏離其最大功率電壓,則這時(shí)光伏組件陣列的輸出功率會(huì)降低,也就導(dǎo)致電站的發(fā)電量降低。
那么組件的工作電壓又是怎么確定的呢?這就是逆變器的MPPT跟蹤工作原理了,逆變器可以調(diào)整其輸入直流電壓,而逆變器直流輸入是跟組件正負(fù)極直接電氣相連的,此時(shí)逆變器通過(guò)檢測(cè)輸出功率的變化,從而給予直流輸入電壓升高或者降低的調(diào)節(jié)指令,并最終相對(duì)穩(wěn)定在組件的最大功率電壓值附近。
電站系統(tǒng)中,光伏組件最終是否工作在最佳狀態(tài)、能夠發(fā)揮出多大的能力,不是它自己決定,而是逆變器決定,而且工作電壓對(duì)于組件功率輸出的影響很大很容易就可達(dá)10%以上。由此可見(jiàn),逆變器除了能量轉(zhuǎn)換功能以外,還有一個(gè)更加重要的功能:電站系統(tǒng)的控制。而且對(duì)于電站發(fā)電量來(lái)說(shuō),逆變器轉(zhuǎn)換效率影響發(fā)電量可能在0.5~1%,逆變器系統(tǒng)控制的好壞則會(huì)影響電站發(fā)電量5~10%,10倍于其自身效率的影響。
所以,作為電站業(yè)主在選購(gòu)逆變器時(shí),除了看逆變器自身轉(zhuǎn)換效率外,還需要更加重視其電站系統(tǒng)控制能力,系統(tǒng)控制能力帶來(lái)的發(fā)電量差異遠(yuǎn)比逆變器自身效率差異大得多。目前的常見(jiàn)逆變器類(lèi)型中,組串型逆變器具有多路MPPT特點(diǎn),在電站系統(tǒng)控制功能方面更加精細(xì)、準(zhǔn)確,往往可以帶來(lái)高的發(fā)電量,是電站業(yè)主的首選逆變器類(lèi)型。