對于光伏電站來說,光伏組件和逆變器無疑是其中的核心設備,組件即電池板,把太陽光轉換成電能類似若干個小電池,逆變器把直流變成交流可以并網(wǎng)應用。
業(yè)界對逆變器的能量轉換功能已認識得很清楚,決定逆變器轉換質量的無疑是其效率指標,業(yè)界普遍存在這樣的認識: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,逆變器選哪家關系不大。
事實真的是這樣嗎?我們看某機構在海南專門建的逆變器測試平臺的測試數(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,實際測試發(fā)電量數(shù)據(jù)有些相差已達到6%。難道逆變器廠家給的效率參數(shù)有這么大水份?其實不是,如果我們拿功率分析儀分別測量逆變器直流輸入和交流輸出功率,會發(fā)現(xiàn)雖然逆變器轉換效率不一定有宣稱的那么高,但是兩款逆變器的效率差異也不大,都在1%以下。那是否可以說明是電池板的直流功率差異導致呢?例如有一組電池板存在質量問題導致輸出功率顯著下降,但是當我們只是交換逆變器后,會發(fā)現(xiàn)交換逆變器后原來發(fā)電量高的仍然會發(fā)電量高,也就說明不是組件陣列本身差異決定的問題。
問題到底出在哪里呢?要搞清楚這個問題還得先回顧下電池板的基本特性與逆變器MPPT工作原理。
從上圖可見組件的一個重要工作特點:組件輸出功率受工作電壓關系決定,即組件輸出功率有最大功率點,偏離最大功率點的電壓偏低或者偏高,都會導致組件輸出功率降低。也就是說如果一個電站系統(tǒng)中組件的實際工作電壓偏離其最大功率電壓,則這時光伏組件陣列的輸出功率會降低,也就導致電站的發(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,逆變器可以調整其輸入直流電壓,而逆變器直流輸入是跟組件正負極直接電氣相連的,此時逆變器通過檢測輸出功率的變化,從而給予直流輸入電壓升高或者降低的調節(jié)指令,并最終相對穩(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,而且工作電壓對于組件功率輸出的影響很大很容易就可達10%以上。由此可見,逆變器除了能量轉換功能以外,還有一個更加重要的功能:電站系統(tǒng)的控制。而且對于電站發(fā)電量來說,逆變器轉換效率影響發(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)主在選購逆變器時,除了看逆變器自身轉換效率外,還需要更加重視其電站系統(tǒng)控制能力,系統(tǒng)控制能力帶來的發(fā)電量差異遠比逆變器自身效率差異大得多。目前的常見逆變器類型中,組串型逆變器具有多路MPPT特點,在電站系統(tǒng)控制功能方面更加精細、準確,往往可以帶來高的發(fā)電量,是電站業(yè)主的首選逆變器類型。