探索光伏系統中的兩大設計最優因素
光伏產業網訊
發布日期：2017-11-21
核心提示：
隨著我國分布式光伏發電產業的蓬勃發展以及國家對分布式光伏發電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業涌現出越來越多的創業人員。對創業團隊而言最重要的是行業的知識儲備和培育，但大多創業團隊對光伏系統的設計并不十分注重，并沒有對系統設計人員進行專業化的培訓，甚至有些公司沒有合理配置專業的光伏系統設計人員，嚴重影響了系統發電的收益，無法實現系統效益的最大化。
隨著我國分布式光伏發電產業的蓬勃發展以及國家對分布式光伏發電政策的扶持力度不斷加大，使光伏行業涌現出越來越多的創業人員。對創業團隊而言最重要的是行業的知識儲備和培育，但大多創業團隊對光伏系統的設計并不十分注重，并沒有對系統設計人員進行專業化的培訓，甚至有些公司沒有合理配置專業的光伏系統設計人員，嚴重影響了系統發電的收益，無法實現系統效益的最大化。
本文從系統角度出發，結合光伏系統的“心臟”——光伏逆變器，闡述提高系統收益的優化設計需特別關注的兩大因素，希望能給關注分布式光伏發電的人群提供一些參考。然而，對于系統優化設計的考量也是非常重要的，期待后續再跟大家分享關于系統優化的設計考量。
組件側優化設計考量
組件串優化設計
組件串并聯的設計要緊密結合逆變器直流側規格考慮，以盡量提高組串長度為原則。提高組串長度有以下好處：
1、組串越長，直流輸入電壓越高，逆變器轉換效率更高且可工作在最佳電壓區間。
2、組串越長，直流輸入電壓越高，逆變器越早啟動、越晚關機，發電時間更長以及發電量更多。
某15kW逆變器技術參數如下：
如果以極端最低溫-10℃、極端最高溫40℃、265W多晶組件、開路電壓Voc=38.05V、工作電壓Vpm=31.02V以及開路電壓溫度系數-0.31%為例，根據上述公式可以得出組串長度范圍為：18-23塊/串。在此設計時，建議盡量提高單組串的串聯數量，越接近允許范圍的上限（23塊）越好，這樣不僅可以獲得更高的發電量，還可以降低直流線纜成本和減少線損。
組件安裝方向優化
組件的安裝方向有橫向和豎向兩種，很多客戶在剛開始安裝光伏系統時都會考慮究竟采用哪種安裝方式最為適合。
組件完全平鋪的應用，橫向和豎向安裝區別不大，用戶可根據實際屋頂形狀決定即可。但對于帶傾斜角安裝的組件而言，橫向和豎向安裝大有區別。
1、豎向安裝
優點：安裝方便，且支架用鋼量較橫向的少，有利于減低成本。
缺點：基于組件內部旁路二極管的旁路作用，早晚組件被部分遮擋時，整塊組件均無法正常發電，發電量損失大。
2、橫向安裝
優點：早晚組件被部分遮擋時，其余沒有被遮擋部分仍可正常發電，發電量損失小。
缺點：安裝速度慢，支架用鋼量較豎向多，投資增加。組件底部灰塵堆積量大，影響發電量且增加清洗工作量。
綜上所述，在充分考慮遮擋的情況下，建議采用豎向布置的方式，有利于減少投資，獲得更好的經濟效益。
逆變器應用優化設計考量
使用環境
逆變器的使用環境至關重要，直接影響到逆變器的使用壽命及發電輸出。盡管組串逆變器的防護等級為IP65，可以安裝在室外使用。為了發揮逆變器效能的最大化，建議盡量選擇合適的安裝位置，例如安裝在組件下方支架上、屋檐下、外墻面上（建議頂部加裝遮陽蓋板）等。避免安裝在不通風的樓梯間、閣樓、集裝箱內等，或是戶外陽光直射的地方。
交流接線
交流輸出線纜除了嚴格按照使用手冊選擇合適的線徑外，逆變器輸出到配電柜并網點的交流線纜長度應盡量的短，避免逆變器輸出電壓被線纜電壓提升，導致過壓脫網。同時過長的輸出線纜還會增加線纜損耗和線纜投資。
逆變器并聯數量
逆變器輸出不宜并聯過多的數量，且在同一個并網點內最好有一定的負載使用量，否則過多的逆變器并聯在一個并網點上，很容易造成諧波干擾導致系統不穩定，影響機器正常運行。
在實際應用中，建議盡量把逆變器分散在多個并網點接入（即多點分散接入），避免把所有逆變器通過多級匯流后接入一個并網點。
光伏系統設計如何實現效益最大化，在上述列舉了組件側優化設計和逆變器應用優化設計的兩大系統設計來進行分析考量，對光伏系統的設計最優起著一定的參考作用。