隨著國家明確光伏發(fā)電補貼執(zhí)行退坡機制,如何確保投資商電站收益率和業(yè)主收益率,戶用光伏系統(tǒng)裝機容量在條件允許范圍內(nèi)越來越大的趨勢逐漸明顯。
相關政策規(guī)定:單相并網(wǎng)電站一般不超過8kW,否則需要采用三相并網(wǎng)。且國內(nèi)某些農(nóng)村地區(qū)不具備三相電使用權,在項目審批時候只能選擇單相(三相電必須要繳納上萬元的建設費用)。
在安裝8kW電站時,有些廠家推薦客戶采用5kW+3kW或4kW+4kW兩臺逆變器的方案。本文從建造成本、發(fā)電效益、系統(tǒng)損耗、監(jiān)控運維等各方面來進行綜合對比,為什么8kW單相逆變器會成為戶用光伏系統(tǒng)的首選。
首先以5kW+3kW逆變器設計的光伏系統(tǒng)和單臺8kW逆變器設計的光伏系統(tǒng)進行對比
圖12臺VS1臺
系統(tǒng)選用的300Wp組件技術參數(shù)如下:
圖2300W組件參數(shù)
傳統(tǒng)做法:5kW+3kW模式,需要兩臺逆變器,其中3kW的機器接一串共10塊組件,5kW的機器接兩串,每串接10塊組件。
圖33kW+5kW逆變器的系統(tǒng)設計原理圖
錦浪8kW解決方案:采用錦浪8kW單相GCI-1P8K-4G,有3路MPPT,30塊組件分3串接入逆變器:
MPPT1:10塊一串,1串接入
MPPT2:10塊一串,1串接入
MPPT3:10塊一串,1串接入
圖4單臺8kW逆變器的系統(tǒng)設計原理圖
錦浪8kW單相GCI-1P8K-4G電氣參數(shù):
表1GCI-1P8K-4G電氣參數(shù)表
優(yōu)勢一單臺8kW安裝更簡單,更美觀
圖5系統(tǒng)安裝流程比較圖
由上圖可知:采用單臺8kW逆變器配置的系統(tǒng),安裝過程更為簡單,快捷。
不難看出:采用單臺8kW逆變器配置的系統(tǒng),安裝空間更?。VC管和交流線纜更??!整體更美觀!
優(yōu)勢二單臺8kW建造成本更低
如下成本核算對比表:一套8kW系統(tǒng)如果采用5kW+3kW或者4kW+4kW的模式逆變器,系統(tǒng)建造成本估算在57400左右,而采用單臺GCI-1P8K-4G單相逆變器,系統(tǒng)建造成本估算在56635左右。一套系統(tǒng)大約可以節(jié)省750元的成本。
表2建造成本比較表
>>>>注:上述設備價格為參考價格,實際購買中按照所選品牌和規(guī)格的不同會有部分出入,且未包含人工和其它成本。
表3監(jiān)控成本比較表
>>>>在監(jiān)控成本上,單臺8kW逆變器使用一個監(jiān)控棒,一份流量套餐。因此整體監(jiān)控成本是使用3kW+5kW逆變器的一半??傊?,單臺8kW逆變器的建造成本至少節(jié)省750元,25年總監(jiān)控成本要節(jié)省1650元。
優(yōu)勢三單臺8kW的系統(tǒng)發(fā)電效益更高
01發(fā)電量估算
圖6浙江地區(qū)日照時數(shù)表
裝機容量9kW,PR=80%,浙江地區(qū)的光照按照全年每天3.6小時計算,(參照——全國各省峰值日照時數(shù)),全年發(fā)電估計時間為1326小時,預估該項目首年發(fā)電量10512度。首年衰減為2.5%,25年末最低功率為80%。
表4系統(tǒng)發(fā)電評估表
>>>注:10年累計發(fā)電量9.9萬度電,25年累計發(fā)電量超過23萬度電。
02系統(tǒng)損耗對比
圖6系統(tǒng)結構對比圖
如上圖兩種配置系統(tǒng)結構,兩者直流端接線相同,交流側3kW+5kW逆變器比單臺8kW逆變器多一路交流配線。若交流側按照1%的損耗來計算,則系統(tǒng)損耗情況如下表所示
表5不同逆變器光伏系統(tǒng)的配置表比較
由上述配置知:采用3kW+5kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng),系統(tǒng)損耗為2%,采用一臺8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng),其系統(tǒng)損耗為1%。25年發(fā)電量損失為237639.3X1%=2376.393度電(表4,發(fā)電量估計),若考慮到不同逆變器的轉換效率和系統(tǒng)故障率,采用單臺8kW逆變器配置的系統(tǒng)25年可多發(fā)近2800度電,因此采用一臺8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)發(fā)電效率更高。
結合優(yōu)勢二、優(yōu)勢三:8kW光伏系統(tǒng)采用單臺8kW逆變器設計,25年額外收益為:
W=建造成本收益+監(jiān)控成本收益+額外發(fā)電收益=750+1650+2800*0.8(每度電按0.8元計算)=4640元
對于投資商和安裝商來說,這樣的戶用型電站無論是容量上還是數(shù)量上都更大,因此對比收益也就更大。假設是100戶單臺8kW逆變器設計的系統(tǒng),25年額外收益至少46萬元。
優(yōu)勢四單臺8kW監(jiān)控運維更方便
使用2臺逆變器,很多非專業(yè)用戶不了解發(fā)電數(shù)據(jù)如何相加,也就不知道具體的發(fā)電量到底是多少,當然監(jiān)控商可以將兩臺逆變器發(fā)電上報數(shù)據(jù)整合到一個頁面上,但對于各逆變器的直流輸入電壓、電流;交流輸出電壓、電流;系統(tǒng)故障預警等信息則需要分別在兩個不同的頁面上進行觀看,這樣在后期難以進行系統(tǒng)維護、信息統(tǒng)計和故障分析。
使用一臺GCI-1P8K-4G逆變器的話,各個數(shù)據(jù)都能在一個頁面上顯示,清晰易懂。
圖7監(jiān)控優(yōu)勢比較圖
優(yōu)勢五單臺8kW的系統(tǒng)可靠性更高
8kW的光伏系統(tǒng)若采用兩臺逆變器,則組件、直流線纜、逆變器、交流線纜組成兩個獨立的系統(tǒng),并通過后面配電箱匯總并入電網(wǎng)。因此在系統(tǒng)故障分析時要看成兩個獨立的系統(tǒng)。
圖8采用3kW+5kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)圖
圖9采用一臺8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)圖
由上圖可知,采用3kW+5kW逆變器的光伏系統(tǒng),當某一個分支光伏系統(tǒng)發(fā)生故障時,會影響到整個光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如,如果其中一個系統(tǒng)產(chǎn)生漏電流故障,則系統(tǒng)漏電流保護器動作,會使兩個分支光伏系統(tǒng)均斷開電網(wǎng);或者某一個系統(tǒng)產(chǎn)生輸入過壓故障,則系統(tǒng)微型斷路器動作,也會使整個光伏系統(tǒng)斷開電網(wǎng)。從而影響正常系統(tǒng)的可靠運行。
因此,采用單臺8kW逆變器設計的光伏系統(tǒng)的可靠性比采用3kW+5kW逆變器設計的光伏系統(tǒng)高1倍。
結論
在安裝8kW系統(tǒng)時,使用一臺8kW單相逆變器相比傳統(tǒng)方法的5kW+3kW或4kW+4kW模式,在前期建造成本,后期收益、監(jiān)控運維,以及發(fā)電量收益上,有著很大的優(yōu)勢。