Фотоволтаична (PV) система поради отслабването на мощността на компонентите, засенчването от прах и наличието на загуби в линията, съчетано с разликите в светлинните условия в различните региони, за да се оптимизират приходите на системата, опитни инженери-проектанти ще съпоставят общия капацитет на фотоволтаични модули с по-голям капацитет от този на слънчев инвертор, което е известно като overmatching. Това се нарича свръхсъвпадение. Подходящото свръхнастройване може да подобри общите приходи на системата на електроцентралата. В дизайна за свръхсъвпадение, централизираният голям инвертор е лесен за надстройване поради голямата си самостоятелна мощност, мощността на всеки низ е много малка спрямо самостоятелната номинална мощност и е много гъвкав в конфигурацията на DC вход , който е приет и широко използван от собствениците на електроцентрали.
Изгодно е да се използва стринг инвертори в малки електроцентрали на покрива и малки електроцентрали на хълм. Могат ли тези стрингови инвертори да отговорят на изискванията за свръхсъответстващ дизайн и каква е възможността за свръхсъответстващ дизайн? Проучих и анализирах някои масови производители на стрингови инвертори в страната и чужбина и открих, че стринговите инвертори на повечето производители могат да достигнат 1.1 пъти или дори по-висока способност за свръхсъвпадение, но също така открих, че продуктите на отделните производители на стрингови инвертори имат сериозни дефекти в дизайн, те не само нямат възможност за пренастройване, но дори не могат да използват номиналната мощност на инвертора в пълна степен. Действително наличната мощност на инвертора е силно намалена, което директно води до увеличаване на първоначалната инвестиция на потребителя.
Струнният инвертор отговаря на изискванията за проектиране
Струнните инвертори, поради малката мощност на една машина и характеристиките на многопосочен MPPT, са подходящи за малки покриви, малки хълмове и други сложни разпределени електроцентрали, които могат ефективно да решат проблемите с неправилното разположение на компонентите, различни ориентации, и локално засенчване. С развитието на вътрешните разпределени приложения, приложението на стринговите инвертори също се увеличава.
В дизайна за свръхсъгласуване, в допълнение към отчитането на системните загуби, оптималното съотношение на капацитет (капацитет на модула: капацитет на инвертора) се определя главно от светлинните условия на мястото, където се намира електроцентралата. Повечето от вътрешните разпределени електроцентрали са разположени в югоизточната част на Китай и според класификацията на ресурсните райони на Националния метеорологичен център за оценка на вятърната и слънчевата енергия, повечето от тях са в зоната на светлинните ресурси II, III, IV, с относително лоши светлинни условия. В такива райони съотношението на капацитета трябва да бъде поне 1.1 пъти или повече, за да се постигне оптимална системна цена на електроенергия и да се увеличи максимално възвръщаемостта на инвеститорите. Какви са специфичните изисквания към стринговите инвертори при проектиране на свръхсъвпадение?
Необходимо е да се оцени действителната налична AC странична мощност на инвертора
Свръхсъответствието е капацитетът на модула на фотоволтаична електроцентрала по отношение на капацитета на AC страната. За фотоволтаична електроцентрала капацитетът трябва да бъде калибриран по отношение на капацитета на променливотоковото захранване. Например, инсталация с мощност 20 MW означава, че нейната изходна мощност от страната на променлив ток може да достигне 20 MW, а не страната на постоянен ток на мощността на модула да е 20 MW. същото важи и за инвертора, първо, трябва да обърнем внимание на неговия номинален параметър за променлив ток и след това да анализираме неговата "действителна налична променливотокова мощност". „Реалната налична променливотокова мощност“ на стринговите инвертори е тази, която наистина има значение за свръхразпределение. Като стрингов инвертор, номиналните параметри на мощността му от страна на променлив ток са 36kW, но според неговата страна на постоянен ток реалната максимална мощност може да бъде конфигурирана на мощност от само 34KWp, като се вземат предвид собствените загуби на инвертора, неговата "действително налична променливотокова страна номинална мощност" трябва да бъде по-малка от 34KW, от гледна точка на коефициента на свръхсъответствие 1.1, реалната версия на От гледна точка на коефициента на свръхсъответствие 1.1, реалната версия на "действителната налична номинална мощност на AC страна" може да бъде само 30KW , следователно, "действително налична променливотокова странична мощност" е предпоставката на системата за превъзходен дизайн.
Инверторът трябва да има добра способност за разсейване на топлината
Инверторът трябва да има добра способност за разсейване на топлината. Тъй като струнните инвертори се използват главно в сложни разпределени електроцентрали като малки покриви и малки хълмове, околната температура е висока и условията за разсейване на топлината са относително лоши. Например, през лятото, когато времето е горещо, температурата на околната среда на покрива е поне с 10 ℃ по-висока от тази на наземната електроцентрала поради топлинното излъчване на керемидите или циментовия покрив след облъчване от светлина. При такъв сценарий времето за работа на инвертора при пълно натоварване и претоварване ще бъде по-дълго, след като системата бъде преразпределена, което представлява предизвикателство за способността за разсейване на топлината на инвертора. Следователно способността за ефективно разсейване на топлината е гаранцията за стабилна и ненамаляваща работа на инверторите. Когато избирате инвертора, изборът на метод за разсейване на топлината също трябва да бъде внимателен, действителният тест показва, че за електронно оборудване с мощност десетки KW, работещо в състояние на пълно натоварване за дълго време, охлаждащият ефект на интелигентния вентилатор е по-добър.
Броят на DC входните клеми трябва да е достатъчно голям
За да реализират дизайна за свръхсъвпадение, стринговите инвертори се нуждаят от достатъчен брой клеми. Понастоящем мощността на често използваните домашни компоненти е 255 W, 260 W, 270 W, обикновено всеки низ се състои от 22 компонента, свързани последователно. Вземайки текущата обща променливотокова номинална мощност на стрингов инвертор от 40 KW като пример, коефициентите на свръхсъвпадение, съответстващи на различния брой терминали, могат да бъдат изчислени, както е показано в таблица 1.
Таблица 1 Мощността, съответстваща на различни номера на клеми и съответните коефициенти на свръхсъвпадение
Както се вижда от таблица 1, за стрингов инвертор с номинална мощност 40 KW, за обикновените компоненти от 270 W и по-ниски, стринговият инвертор с мощност 40 KW трябва да бъде конфигуриран с най-малко 8 низа, за да удовлетвори изискването за прекомерен дизайн от 1.1 или повече. За разлика от схемата на централизирания инвертор, стринговият инвертор е директно свързан към компонентите, няма DC конвергентна връзка в средата, броят на свързаните компонентни низове е ограничен от броя на неговите собствени входни клеми, следователно достатъчен брой входни клеми за постигане на необходимата гаранция за съвпадение на дизайна.
Капацитетът на претоварване на инвертора трябва да бъде възможно най-голям
Инверторът трябва да има силен капацитет на претоварване. От една страна, когато изходната енергия на модула все още е по-голяма от номиналната мощност на инвертора след приспадане на загубата на DC странична линия, инверторът с капацитет на претоварване може да минимизира времето за ограничаване на генерирането и да намали загубата на генериране на енергия . От друга страна, тъй като все повече и повече потребители използват инвертори, за да заменят SVG функцията на електроцентралите, инверторите с възможност за претоварване могат да изведат активна мощност, надвишаваща номиналния капацитет, като същевременно отговарят на разпределението на реактивната мощност.
Изследване на способността за претоварване на стрингови инвертори на масови производители
Каква е реалната ситуация на способността за свръхразпределение на стринговите инвертори на основните производители? Съвпада ли действителната налична AC мощност с таблицата с параметри? Достатъчен ли е капацитетът за разсейване на топлината? Достатъчен ли е броят на клемите от страна на DC? Какво ще кажете за капацитета на претоварване на инвертора? Имайки предвид тези въпроси, Shielden проведе проучване на местни и международни масови производители като SMA, Delta, Sunny Power, Guriwatts и ShanYi. Основните параметри на всеки инвертор са обобщени в таблица 2. Според данните в таблицата и комбинирани с изследванията, може да се заключи:
(1) Повечето стрингови инвертори са калибрирани с номиналната мощност от страната на променлив ток и действителната налична мощност от страната на променлив ток е достатъчна, но има един инвертор, чиято действителна налична мощност е от страната на малкия, който не само не може да да бъде конфигуриран за пълно натоварване, да не говорим за свръхразпределение. Комбиниран с анализа на таблица 1 и таблица 2, може да се види, че максималният капацитет за достъп на DC страната на 6-канален вход е много по-малък от заявената стойност на мощността от 40 KW на продуктовия модел и дори не може да достигне заявената номинална изходна мощност от 36KW, така че реалният използваем капацитет на инвертора е значително намален, а за дизайна на свръхразпределението е още по-невъзможно да се говори. Това значително оскъпява киловатчаса на системата, което се отразява сериозно на приходите на инвеститора.
(2) Повечето струнни инвертори използват вентилатори за разсейване на топлината, което може да осигури стабилна работа при претоварване за дълго време при пренастройване, но има един инвертор без външен вентилатор, дори при нормална мощност животът на самия инвертор е поставен под въпрос и още по-невъзможно е да се говори за overmatching.
От резултатите от проучването в Таблица 2 масовите производители използват вентилаторно охлаждане като основно решение за охлаждане. За да сравня разликата в производителността между вентилаторно охлаждане и естествено охлаждане, изследвах охлаждащия ефект на 40KW стрингови инвертори от различни производители и резултатите показаха, че при една и съща околна температура от 45 ℃ при работа с пълно натоварване, повишаването на температурата на ключ компоненти като IGBT и кондензатори вътре в 40KW инвертор от производител A с естествено охлаждане е поне с 10 ℃ по-висок от този на производител B с интелигентно вентилаторно охлаждане, което означава, че повишаването на температурата на ключовите компоненти е поне 10 ℃ по-високо от това на производител B с интелигентно вентилаторно охлаждане, което означава, че продължителността на живота на същите компоненти е поне с 10 ℃ по-висока от тази на производител B с интелигентно вентилаторно охлаждане. Според закона от десет градуса това означава, че при същите условия животът на продукта при метода на естествено охлаждане ще бъде намален наполовина и това въздействие върху живота често се пренебрегва от потребителите, защото не може да бъде показано в краткосрочен план .
(3) Броят на DC клемите на повечето стрингови инвертори е повече от достатъчен, за да се справи с прекомерния дизайн и има само един инвертор, който няма достатъчно DC клеми. DC страната на 40KW стринговия инвертор на този производител на инвертор е проектиран с три MPPT, но всеки MPPT може да бъде свързан само към максимум 2 струни, т.е. броят на клемите от DC страната на инвертора е само 6. Според таблицата 1, максималната постоянна мощност, достъпна от 6-пътни терминали, е само 34320 W, а максималният коефициент на свръхразпределение е само 0.95, което няма възможност за свръхразпределение.
Таблица 2. Обобщение на приемливото съотношение на свръхсъвпадение на стрингови инвертори на международни производители на масови инвертори
Oбобщение
Дизайнът на свръхсъвпадението на фотоволтаичната система е широко обезпокоен от потребителите и чрез подходящо свръхсъвпадение общата възвръщаемост на инвеститорите може да бъде подобрена. За разпределените проекти, които се популяризират енергично в Китай, се изисква коефициент на съвпадение от поне 1.1 пъти. Чрез анализиране и сравняване не всички стрингови инвертори могат да бъдат проектирани за свръхсъвпадение. Сред настоящите често срещани 40KW инвертори, само стрингови инвертори с повече от 8 входни клеми за постоянен ток могат да реализират схемата за свръхсъвпадение от повече от 1.1 пъти. И инверторът трябва да има достатъчен марж на мощността, добро разсейване на топлината и определен капацитет на претоварване. Международните масови производители в дизайна на продукта са ориентирани към максимизиране на приходите на клиентите, като отчитат изцяло важността на прекомерното съгласуване на страната на постоянен ток спрямо приходите на системата, действителното калибриране на мощността на инверторните продукти, разсейването на топлината, броя на входните клеми за постоянен ток и капацитета на претоварване, са напълно обмислени, за да отговорят на нуждите на системата, превъзхождаща дизайна.
