全球面臨能源緊缺、氣候惡化、環境污染的挑戰,光伏發電作為最佳的可再生能源之一,各國都在努力發展。在歐洲,光伏并網發電應用已經非常成熟,尤其是德國,2013年太陽能光伏發電已占其全部電力消費的5%以上,其補貼政策是面向發電量。在美國,聯邦和州政府均出臺了多項基于發電量的激勵措施,2013年光伏并網發電新增裝機容量4.75GW, 2014年預計新增裝機容量6GW,也在迅速增長。在中國,2013年裝機容量11.3GW,新增容量首次躍居全球首位,中國已經不僅是全球光伏制造大國也成為應用第一大國。2014年中國光伏裝機容量規劃首次達到14GW,其中分布式電站占8GW。重要的是,中國對分布式光伏的補貼政策由金太陽的一次性補貼轉為度電補貼,有力地促進了中國光伏應用的健康發展。
作為全球領先的信息與通信解決方案供應商,華為在電信網絡、企業網絡、終端等領域構筑了端到端的解決方案,已經應用于140 多個國家,服務全球 1/3的人口,不為人知的是這些通信解決方案同時都包括了華為的供電系統。華為不僅僅提供通信設備,也提供各種場景給通信設備供電的網絡能源解決方案。26年來,華為在數字信息技術領域和電力電子技術領域都已經有了深厚的積累。
在數字信息技術領域,華為目前分布在全球16個研發中心的7萬多業界領先的技術專家和研發人員從事前沿技術的研究和產品開發。在核心技術方面,華為的通信設備里面已經大量使用了自有產權的芯片、軟件等。在電力電子技術領域,網絡能源在全球16個研發中心中的9個擁有超過2000人的研發隊伍,累計申請了600多項能源相關專利技術。在逆變器領域,華為以享有“電力電子學硅谷”盛譽的德國紐倫堡和瑞典斯德哥爾摩為研發中心,與知名的大學共同開展研究,在高功率變換拓撲及其控制技術、高耐候結構設計和散熱等核心技術領域取得了廣泛成果,并儲備未來5-10年技術,積極應對未來挑戰。
華為致力于通過技術創新,為光伏產業持續健康發展貢獻力量。基于對光伏產業和電站運營的深入思考,推出了“硅進銅退”的產品設計理念和“智能光伏電站”的客戶價值主張。
“硅進銅退”是數字信息技術與電力電子技術進行跨領域融合的產品設計理念。“硅”是指以芯片、軟件為代表的數字信息部件,遵循摩爾定律(在價格不變時,性能每18個月提升一倍)。近二十年互聯網和移動通信技術的發展已經給人類的生活帶來極大的便利并對諸多行業產生深遠影響。“銅”是指電容、電感等電力電子部件,其發展相對平穩。“硅進銅退”就是增加芯片、軟件等“硅”部件的使用,通過多電平等更精確的功率轉換和控制技術使輸出交流波形更平順,同時減少電容、電感等“銅”部件的數量和容量。“硅進銅退”使逆變器的體積和重量大大減小,并易于通過技術創新和大規模制造降低成本。同時,通過芯片和軟件的引入,每臺逆變器都變成了一個“大腦”,讓光伏電站智能化,開創“智能光伏電站”時代:可以對每路組串的輸入進行智能檢測、智能故障處理,將數據上報到“云端”的管理中心實現智能運維,并接受電網的智能調度。
華為相伴,幸福一生。采用華為組串式逆變器的“智能光伏電站”相比采用集中式逆變器的傳統光伏電站在以下幾方面客戶價值有顯著優勢:更高發電量,更安全可靠,更低運維成本,持續服務客戶。
一、 更高發電量
1. 多路MPPT:每臺逆變器含多路MPPT,以28kW逆變器為例,1MW含120路MPPT,在大型地面應用環境下,降低如早晚遮擋、灰塵、組串失配的影響,發電量提升5%以上,在屋頂、山地電站中降低不同朝向、陰影遮擋的影響,發電量提升8-10%。
2. 高可用度:組串式逆變器實現多核心發電,以28kW逆變器為例,1MW含40臺逆變器,任意一臺逆變器故障,不影響其它逆變器正常發電。且組串式逆變器更換簡單,普通人員0.5~2小時即可實現更換。集中式逆變器故障后整個500KW都不能發電,需要專業人員一周左右時間才能維修。相比而言,組串式可用度大幅提升。
二、 更安全可靠
1. 產品更可靠:組串式逆變器本質上是分布式散熱,避免了集中式逆變器熱匯聚帶來的對器件可靠性的沖擊,大幅提高了產品可靠性。全球范圍內組串式逆變器質保期是五年,而集中式只有兩年,其中的巨大差異主要是散熱引起的。
2. 主動電網適應:華為逆變器多機并聯智能電網自適應功能,主動適應電網諧波,使THDi更優,更好地滿足電網接入要求,提升電網友好性。
3. 安全地規避PID效應:主動故障隔離,通過智能殘余電流監測RCD及電路切斷,主動防止觸電并隔離。
4. 規避直流側的火災隱患:無直流匯流箱,更短的直流線纜長度,減少直流側故障引起的火災隱患;尤其是在屋頂分布式電站,如果引起廠房火災,損失更嚴重。
三、 更低運維成本
1. 智能電站運維:實現對組件的智能監控,逆變器成為電站的大腦和管家,華為組串式逆變器的智能組串監控,精度是智能匯流箱的6倍以上,比直流匯流箱更可靠。引入通信領域先進和成熟的技術,如4G移動通信等技術,將整個光伏電站的數據和信息管理通過無線的管道傳輸,電站健康檢查,減少人工上站維護的成本,使電站工作在最佳狀態。
2. 系統簡單:無直流匯流箱、配電柜、逆變器房等設備,減少系統故障點。
3. 逆變器免維護:IP65防護等級,防風沙鹽霧效果好,無需定期清理灰塵和做防塵網維護。減少易損件使用,無熔絲、風扇等需定期更換器件,免維護設計。
四、 持續服務客戶
1. 大平臺:依托華為強大的研發、銷售、服務平臺,積極響應客戶需求,不斷提高售后服務質量,持續服務客戶。
2. 專業源于專注:僅從事逆變器設備的研發和生產,積極儲備未來技術,持續為客戶提供值得信賴的逆變器產品。
鑒于組串式以上顯著的客戶價值優勢,華為主張用組串式全面替換集中式逆變器。華為的產品從發布之初就獲得客戶廣泛認可。目前,業界眾多客戶已經高度肯定華為逆變器在實際使用中在發電量、易安裝維護等方面的價值,紛紛修改建設計劃從集中式轉為組串式,其中不乏百兆瓦級大型電站。
如國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定寰先生所說:“華為開創了光伏電站智能化的方向,我們感到非常振奮。在格爾木的光伏電站現場,我們看到了組串式逆變器在運營、管理、維護等方面帶來的提升。未來的可再生能源是分布的、間歇的,如何將可再生能源的產生與使用最佳的結合,這就需要將數字信息技術與能源技術充分融合的智能技術。如今在通信設備產業領先的華為將數字信息技術帶入可再生能源產業,從具體的產品上實現了兩個產業的結合,促進智能電站、智能電網乃至智慧能源的快速發展,相信華為一定能夠為中國從可再生能源大國走向可再生能源強國做出重要貢獻” 。
(作者為華為逆變器產品與解決方案總經理)