國家能源局下發(fā)的《2015年光伏發(fā)電建設(shè)實(shí)施方案的通知》將2015年光伏計(jì)劃裝機(jī)規(guī)模由征求意見稿中的15GW提高至17.8GW，并對細(xì)則做出多項(xiàng)修改，其中光伏電站建設(shè)向地面和“大型屋頂分布式”傾斜意圖明顯。

大型屋頂分布式主要指，利用各類屋頂資源，如工業(yè)廠房、商業(yè)綜合體、會展體育場館、政府辦公樓、醫(yī)院學(xué)校、機(jī)場和高速公路服務(wù)區(qū)等建設(shè)的屋頂分布式電站。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2013年我國工業(yè)廠房及倉庫年新增竣工面積約為3.8億平方米，累計(jì)竣工面積約為40億平方米。如此巨大的屋頂儲備也預(yù)示著我國分布式光伏市場存在巨大發(fā)展空間。
對迅猛發(fā)展中的分布式光伏來講“量”的增長固然值得期待，而從長遠(yuǎn)考慮“質(zhì)”的提升才是對電站、企業(yè)，甚至整個(gè)光伏事業(yè)健康發(fā)展最有利的保障。言及于此，今天就從“投資收益”角度重新審視一下大型分布式光伏項(xiàng)目中光伏逆變器的選型與應(yīng)用。

光伏逆變器在整個(gè)光伏系統(tǒng)中投資占比不超過10%，但它卻對整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電量起到了決定性作用，因此對分布式光伏來講逆變器選型至關(guān)重要。大型工商業(yè)屋頂光伏電站規(guī)模通常在幾兆瓦到幾十兆瓦間，現(xiàn)場環(huán)境往往比較復(fù)雜，所以更適合組串型逆變器發(fā)揮特長，因此我們今天主要以三相組串型逆變器為例進(jìn)行分析。

1. 光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)展趨勢：大功率變小、小功率變大

國內(nèi)電站業(yè)主投資經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，在設(shè)備選擇上也越來越重視首次投資、運(yùn)維投資和發(fā)電收益三者間的平衡，由此也帶動逆變器向“大功率變小、小功率變大“的新趨勢發(fā)展。

“大功率變小”，主要指集中型逆變器功率密度的不斷提高（功率不變體積縮小），這種趨勢由陽光電源、特變電工、茂碩電氣等企業(yè)率先發(fā)起，并取得了不錯(cuò)的效果。體積縮小后在搬運(yùn)、項(xiàng)目施工、維護(hù)便利性等方面較之前都有了明顯優(yōu)勢。“小功率變大”，主要指組串型逆變器向大功率不斷發(fā)展。簡單的講，兩年前20KW逆變器在工商業(yè)屋頂項(xiàng)目中應(yīng)用最多，而現(xiàn)在30-40KW已經(jīng)成為主流，近日茂碩電氣等企業(yè)50KW逆變器已經(jīng)在市場中嶄露頭角。組串型逆變器功率從20KW提高到50KW，技術(shù)上可以減少并機(jī)數(shù)量從而減少諧波對電網(wǎng)影響，同時(shí)還可以提高單機(jī)轉(zhuǎn)換效率，商務(wù)層面也可以節(jié)約業(yè)主的初期投資。

對“大功率變小、小功率變大“解釋了一堆，其實(shí)就想說明一點(diǎn)，未來大型屋頂項(xiàng)目逆變器選型中，無論從初期投資、運(yùn)維投資、發(fā)電效率等方面考慮50KW組串型逆變器都是不錯(cuò)的選擇，相信這款機(jī)型也將成為未來市場的主力。

2. 選擇自身損耗小、整體效率高且運(yùn)行可靠性強(qiáng)的逆變器設(shè)備

提到電站投資收益第一個(gè)想到的就是電站的發(fā)電量多與少，這其中與逆變器有著莫大關(guān)系。逆變器的轉(zhuǎn)換效率、啟動電壓、MPPT路數(shù)、自身損耗與運(yùn)行可靠性四個(gè)方面最為重要。

首先，決定逆變器發(fā)電量的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)轉(zhuǎn)換效率、啟動電壓。

逆變器效率高低對光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有重要影響，目前逆變器規(guī)格書中標(biāo)注的效率值主要是最大效率和加權(quán)效率兩種。其中最高效率指的是在包括直流電壓等所有內(nèi)外部環(huán)境都達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，也就是說最大轉(zhuǎn)換效率是一個(gè)瞬間效率。而電站實(shí)際運(yùn)行中逆變器不會一直工作在“最大效率“負(fù)載點(diǎn)，其輸入電壓以及負(fù)載點(diǎn)會隨輻照度和溫度變化而變化，可以說”最大轉(zhuǎn)換效率“高的逆變器現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中未必發(fā)電量最大，因此很多企業(yè)大肆宣傳的“最高效率”實(shí)際噱頭成分更多一些。加權(quán)效率指的是在充分考慮外部光照、機(jī)器各個(gè)功率點(diǎn)效率基礎(chǔ)上得出的綜合效率，以此為標(biāo)準(zhǔn)來考察逆變器性能更加科學(xué)，目前個(gè)別單位也已經(jīng)著手準(zhǔn)備適合中國氣候環(huán)境的“中國加權(quán)效率“測試工作了。

據(jù)了解，目前試行的“中國加權(quán)效率“測試要求，三相組串逆變器加權(quán)效率不得低于98%，這樣技術(shù)創(chuàng)新在逆變器身上將顯得越來越重要。以茂碩電氣50KW（ST50KTL）機(jī)型為例，通過創(chuàng)新的電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)，大大降低了自身損耗，不僅可以做到傲視群雄的98.3%加權(quán)效率，同時(shí)做到了更小的電流諧波，電網(wǎng)友好性更強(qiáng)。

啟動電壓決定了逆變器每天啟動與休息時(shí)間。啟動電壓越低，逆變器弱光發(fā)電能力越強(qiáng)，使得逆變器可以“起得更早、休息得更晚“，從而大大延長電站日發(fā)電時(shí)長。茂碩電氣ST50KTL啟動電壓可以做到180V，同時(shí)200V最低工作電壓同樣國內(nèi)領(lǐng)先，能夠有效延長分布式電站日均發(fā)電時(shí)長。

其次，需要關(guān)注逆變器MPPT路數(shù)。

眾所周知，光伏發(fā)電中存在一個(gè)“組件木桶效應(yīng)“。簡單的講，在一個(gè)由眾多組件構(gòu)成的光伏系統(tǒng)中逆變器通過MPPT跟蹤組件的最高效率點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率最大化，當(dāng)某一塊組件發(fā)生故障或存在不一致性、陰影遮擋等問題時(shí)會導(dǎo)致系統(tǒng)整體MPPT效率降低。因此增加系統(tǒng)MPPT數(shù)量成為解決”組件木桶效應(yīng)“的重要途徑。

MPPT數(shù)量越多就可以將整個(gè)系統(tǒng)中的組件分為更小的一串一串，當(dāng)某一塊組件出現(xiàn)問題時(shí)只有這塊組件所屬的一串對應(yīng)的一路MPPT受到影響，其他串不受影響，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。國內(nèi)組串型逆變器中目前以雙路MPPT最為常見，有個(gè)別廠家采用3路MPPT設(shè)計(jì)，而茂碩電氣ST50KTL采用獨(dú)有的5路MPPT設(shè)計(jì)，實(shí)際應(yīng)用中不僅增加了發(fā)電量，而且方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，受到眾多專業(yè)人士青睞。

最后，關(guān)注逆變器運(yùn)行可靠性。

常規(guī)電子設(shè)備的工作環(huán)境相對穩(wěn)定，但光伏逆變器通常直接暴露在室外環(huán)境工作，經(jīng)常遇到高溫、高寒、高濕、風(fēng)沙大、淋雨、鹽霧等惡劣氣象條件，工作條件變化頻繁，運(yùn)行可靠性挑戰(zhàn)巨大。因此選擇高可靠性逆變器，避免頻繁的報(bào)錯(cuò)或維護(hù)浪費(fèi)掉大好的發(fā)電時(shí)間，也是增加電站整體收益的重要一環(huán)。

茂碩電氣所有產(chǎn)品開發(fā)都必須經(jīng)過技術(shù)預(yù)研、平臺開發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)三個(gè)階段，從規(guī)范各類流程體系到嚴(yán)格執(zhí)行各類測試實(shí)驗(yàn)，從源頭上保證所有量產(chǎn)逆變器運(yùn)行可靠性。另外，茂碩電氣ST50KTL還加入了一些小的技術(shù)創(chuàng)新來確保其安全運(yùn)行。例如，完全無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，不僅提高產(chǎn)品器件壽命，同時(shí)可以更從容的應(yīng)對風(fēng)沙、淋雨、腐蝕等惡劣環(huán)境；采用自發(fā)電和PV直流雙電源方式，提高設(shè)備供電的可靠性；Boost、逆變單元模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能休眠，使設(shè)備運(yùn)行更順暢等。

3. 分布式逆變器必須確保安全性，做到電網(wǎng)友好

安全是電站的第一生產(chǎn)力，電站的首要任務(wù)是安全可靠，不能對財(cái)產(chǎn)和人身安全造成威脅，片面追求低成本，一旦出現(xiàn)事故反而損失更大。尤其是建設(shè)在各類屋頂?shù)姆植际诫娬荆瑢ω?cái)產(chǎn)和人身安全造成的威脅更大更直接。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在80%以上的電站著火是因?yàn)橹绷鱾?cè)的故障，特別是組件熱斑、直流短路、直流配電柜的質(zhì)量問題、熔絲問題等。茂碩電氣ST50KTL機(jī)型集成智能匯流箱功能，組串輸出的直流電直接進(jìn)入逆變器逆變?yōu)榻涣麟娺M(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，主動規(guī)避直流傳輸帶來的安全和防護(hù)問題。再加上可選擇AFCI功能，大大降低直流拉弧帶來的安全隱患，使電站更加安全；另外，還實(shí)現(xiàn)了母線電容壽命智能檢測，具備黑匣子功能。

4. 從系統(tǒng)成本層面考慮，選擇功能齊備、維護(hù)方便機(jī)型

充分考慮到系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率及運(yùn)行穩(wěn)定性后，其實(shí)可以跳出設(shè)備層面，從系統(tǒng)整體接入方案中繼續(xù)尋覓一些可以節(jié)約一次性投入的小亮點(diǎn)。

茂碩電氣ST50KTL集成智能匯流箱，具有自診斷功能，多達(dá)10路直流進(jìn)線，可以減少系統(tǒng)匯流箱投入成本；另外，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了獨(dú)立的接線倉，使得安裝、維護(hù)更快、更方便，節(jié)省了系統(tǒng)人工和時(shí)間成本;機(jī)殼內(nèi)外均無風(fēng)扇，噪聲更小、同時(shí)減少了風(fēng)扇損壞帶來的成本損耗。

根據(jù)最新的國家能源局政策，未來我國分布式電站發(fā)展已經(jīng)是大勢所趨，每年將會有大量的屋頂披上組件外衣，成為中國新能源電力事業(yè)的一份子。希望在未來的屋頂分布式電站建設(shè)過程中，會有更多的行業(yè)同仁通過合理的逆變器選型提高光伏電站投資收益，也希望有更多的光伏逆變器企業(yè)推出更多更優(yōu)秀的逆變器機(jī)型，為光伏新能源電力事業(yè)增光添彩。