近年來,新能源發(fā)電已經(jīng)成為節(jié)能減排的一項重要項目。在政策的大力支持下,太陽能由于具有眾多的環(huán)保和經(jīng)濟方面的好處以及久經(jīng)驗證的可靠性,因而成為一種主要的再生能源形態(tài)。由于太陽能發(fā)電系統(tǒng)不含運動部件,所以系統(tǒng)一旦安裝完成后,實際上并不需要任何維護。
一個典型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光伏電池板陣列和逆變器組成。光伏電池板將太陽光線以直流電壓的形式直接轉(zhuǎn)化為電能;逆變器將光伏電池板產(chǎn)生的直流電壓轉(zhuǎn)換成可送至電網(wǎng)的交流電壓。因此,逆變器已成為并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的核心部件,其可靠性直接影響到整個光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
光伏逆變器按功率大小一般分為組串型和電站型兩大類,其中,前者主要應用于住宅型屋頂和一些小型商業(yè)屋頂,后者主要應用于大型商業(yè)屋頂、工業(yè)廠房和大型地面光伏電站。全球光伏逆變器行業(yè)格局呈現(xiàn)出雙寡頭特點,以SMA、Powerone為主要兩大供應商,F(xiàn)ronius、KACO、RefuElectronik等十多家企業(yè)位列其后,且份額基本接近,其中就包括陽光電源股份有限公司。
風能變流器是風力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件之一,其作用是將風力發(fā)電機發(fā)出的不穩(wěn)定的交流電能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的、符合電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的交流電能接入電網(wǎng)。風能變流器以控制復雜、對可靠性及穩(wěn)定性要求高為主要特點,其技術(shù)路線與風電整機技術(shù)路線相匹配,有適用于雙饋風電機組的雙饋風能變流器和適用于直驅(qū)、半直驅(qū)等發(fā)電機的全功率風能變流器。國際知名的風能變流器生產(chǎn)企業(yè)包括美國超導、ABB、Converteam、Siemens和Emerson等。
雖然國內(nèi)光伏逆變器行業(yè)起步晚于國外同行,但是近兩年國內(nèi)整個行業(yè)發(fā)展迅猛。據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)已通過金太陽認證的公司有約41家。不過,國內(nèi)大部分公司的生產(chǎn)規(guī)模還較小,預計獲得先發(fā)優(yōu)勢的公司的市場占有率在未來還會長期維持。與此同時,風能變流器的國產(chǎn)化進程才剛剛拉開序幕,還有很長的路要走。起步早的企業(yè)以及風電整機廠或與整機廠合作的變流器企業(yè)將具備一定的競爭優(yōu)勢。
未來的太陽能逆變器需要具備以下特性
更高的效率:目前,美國市場上逆變器的最高效率可達95%。在歐洲,由于采用無變壓器的設(shè)計和創(chuàng)新的拓撲結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)更高效率。例如:有一款產(chǎn)品(SMASunnyMiniCentral8000TL)就聲稱可達到98%的效率。
更低的成本:大約0.2-0.3美元/瓦的價格已被設(shè)定為2020年逆變器的價格目標,這意味著比目前售價降低了50-75%。這個目標最有可能通過增加產(chǎn)量和改善學習曲線來實現(xiàn)。
更高可靠性:目前,逆變器的MTBF(平均無故障時間)為5~10年。理想情況是,逆變器的壽命應與光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的其它組件一樣長(即25年)。但很多人懷疑,是否有可能以合理的成本實現(xiàn)這樣的目標。在中近期,通過改進質(zhì)量控制、更好地散熱并降低復雜性,MTBF大于10年的目標是可能實現(xiàn)的。
逆變器可以記錄并借助制造商特定的協(xié)議傳遞信息。下一代單元應使用通用的通信標準傳送更全面的系統(tǒng)信息,以實現(xiàn)先進的診斷功能,并能與公用服務機構(gòu)通信,以支持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。<
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