高效组件、逆变器、支架如何成为“最佳拍档”?

作者: | 发布日期: 2020 年 12 月 07 日 10:32 | 分类: 产业资讯

据国家能源局近日发布的今年前三季度光伏发电建设和运行情况,1—9月,我国光伏新增装机1870万千瓦,其中,集中式光伏1004万千瓦、分布式光伏866万千瓦;截至2020年9月底,光伏发电累计装机达2.23亿千瓦。与此同时,光伏发电利用水平也不断提升,前三季度,全国光伏发电量2005亿千瓦时,同比增长16.9%;全国光伏平均利用小时数916小时,同比增加6小时。

在业内看来,民众对光伏发电的接受度持续提升是光伏度电成本不断下降的结果,但组件等单一硬件降本空间已经非常有限。在高功率、大尺寸的行业趋势下,系统端对支架、逆变器等产业链主要环节提出了新的挑战,如何从电站系统出发,整体考虑、优化配置,成为了现阶段光伏企业发展的新方向。

高功率 大尺寸 新挑战

国际可再生能源署(IRENA)指出,过去10年间,在各类可再生能源中,光伏发电平均成本降幅最大,超过80%,预计2021年光伏发电价格将进一步下降,是燃煤发电的1/5。

产业内部对成本下降也绘制了较为清晰的发展路线。东方日升副总裁黄强指出,度电成本扩大了创新的维度,市场化让竞争更激烈。在新的历史背景下,围绕度电成本的创新成为企业的核心竞争力。从500W到600W,组件功率大跨步提升的背后是行业对度电成本的突破。“行业从原有的以政府补贴主导的‘每瓦成本’时代,正式迈入以市场价格主导的‘度电成本’时代。平价之后,低度电成本和低电价才是光伏行业‘十四五’的重点课题。”

但不容忽视的是,组件功率的不断提高、尺寸的不断加大,对支架、逆变器等其他主要产业链环节产品提出了更高的要求。

晶科能源认为,高功率组件变化的是物理尺寸和电性能的升级。首先,组件物理尺寸与支架设计息息相关,对于支架的强度和长度有相应要求,以实现最优的单串组件匹配数量;其次,组件功率的上升也会带来电性能的变化,其对逆变器的电流适配要求会更高,逆变器也在向适配更高组件电流的方向发展。

如何使得光伏电站收益最大化一直是光伏行业共同的追求。虽然先进组件技术的发展促进了发电量的提高和系统成本的下降,但也给支架、逆变器带来了新的挑战,产业内企业正在为解决这一难题努力。

阳光电源相关负责人指出,大组件直接导致逆变器的电压和电流增大,组串逆变器每路MPPT电路的最大输入电流,是适配大组件的关键。“公司组串逆变器单路最大输入电流已提升至15A,更大输入电流逆变器新品也已在规划布局中。”

看整体 促协作 更优配

说到底,光伏电站是一个系统工程,组件、支架、逆变器等产业链主要环节的创新都是为了电站整体的进步。在单一硬件成本降低空间越来越接近天花板的背景下,光伏企业正促使各环节产品提升适配性。

东方日升全球市场总监庄英宏告诉记者:“在新发展趋势下,高效组件、逆变器、支架等主要环节需要坚持信息共享、开放共赢的合作模式,充分发挥各自竞争优势,开展相应的技术研究与产品开发,才能推动光伏产业的技术创新,提升行业规范化、标准化。”

近日,在第十二届中国(无锡)国际新能源大会暨展览会上,天合光能、上能电气和东方日升围绕“以600W+为代表的超高功率光伏组件”签署了战略合作协议。未来,三方将从系统端出发开展深度合作,在产品、系统适配等方面加强技术研究和产品研发,不断推动光伏发电成本的降低。同时也将在全球市场推广上进行全方位的配合,为产业带来更广阔的价值增量空间,扩大超高功率组件的影响力。

中信博研发中心总工程师杨颖告诉记者:“目前,高效组件、逆变器、支架等主要环节协同的难点在于如何能够将不同产品的特点实现有机结合,最大程度发挥各自产品的优势,推出最‘优配’的系统设计。”

杨颖进一步解释:“对于跟踪器来说,如何在‘最优’的结构、驱动、电气的设计范围内,承载更多的组件,提升系统整体能效,是当前跟踪器厂商亟待解决的问题,而这也需要和组件、逆变器厂商相互促进、共同协作。”

天合光能认为,针对目前组件高功率、双面化等趋势,需要支架具备高兼容性和高可靠性以及智能优化发电量等特点,从风洞实验、电气参数匹配、结构设计智能算法等多方面考虑。

而此次和逆变器企业上能电气的合作将继续扩大协作范围,推动更大功率组件及更优系统方案的规模化应用。

智能化 AI+ 提价值

在采访中,多位光伏企业高管向记者表示,“高效组件+跟踪支架+逆变器”是平价上网利器已经成为行业共识。而在智能化、AI+等高科技技术的加持下,高功率组件在与支架、逆变器等其他产业链环节协同还有更多的可能性。

上能电气股份有限公司总裁段育鹤认为,目前,光伏制造端企业已经开始向智能制造转型,智能化水平不断提升,但光伏系统智能化还存在很大的发展空间,比如以逆变器为中心提高协调、管理程度等。

华为智能光伏业务全球品牌总监严剑锋表示,近年来AI技术快速发展,若能将AI技术和光伏产业相融合,将带动光伏产业链各主要环节的深度融合。“比如在发电侧,我们融合AI算法,打造的SDS系统(智能直流系统),从数字化的角度出发,通过‘感知’外界的辐照、温度、风速等因素,结合精准的大数据和AI智能学习算法,实时得到跟踪支架的最佳转角,实现了‘双面组件+跟踪支架+多路MPPT智能光伏控制器’的闭环协同融合,使整个直流发电系统达到最佳状态,从而保障电站获取最大发电量。”

天合光能董事长高纪凡认为,未来,在智慧能源和能源物联网的发展趋势下,人工智能、区块链等技术将进一步促进光伏系统端的成熟。同时,数字化、智能化将持续与制造端相融合,打通供应链、制造端和客户等各环节,产生更大的价值。
来源:中国能源报

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