國(guó)內(nèi)分布式新增并網(wǎng)占比從2015年的9％到2017年的36％，新增分布式裝機(jī)量從2015年1．39GW到2017年的19．44GW，三年近14倍的增長(zhǎng)，其中戶用裝機(jī)從2015年2萬套到2017年的逾50萬套，三年超25倍爆發(fā)式增長(zhǎng)，分布式光伏市場(chǎng)既是藍(lán)海，又是充滿挑戰(zhàn)的紅海。

隨著國(guó)家明確光伏發(fā)電補(bǔ)貼執(zhí)行退坡機(jī)制，如何確保投資商電站收益率和業(yè)主收益率，戶用光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量在條件允許范圍內(nèi)越來越大的趨勢(shì)逐漸明顯。

相關(guān)政策規(guī)定：?jiǎn)蜗嗖⒕W(wǎng)電站一般不超過8kW，否則需要采用三相并網(wǎng)。且國(guó)內(nèi)某些農(nóng)村地區(qū)不具備三相電使用權(quán)，在項(xiàng)目審批時(shí)候只能選擇單相（三相電必須要繳納上萬元的建設(shè)費(fèi)用）。

在安裝8kW電站時(shí)，有些廠家推薦客戶采用5kW＋3kW或 4kW＋4kW兩臺(tái)逆變器的方案。本文從建造成本、發(fā)電效益、系統(tǒng)損耗、監(jiān)控運(yùn)維等各方面來進(jìn)行綜合對(duì)比，為什么8kW單相逆變器會(huì)成為戶用光伏系統(tǒng)的首選。

首先以5kW＋3kW逆變器設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)和單臺(tái)8kW逆變器設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比

圖1  2臺(tái) VS 1臺(tái)

系統(tǒng)選用的300Wp組件技術(shù)參數(shù)如下：

圖2  300W組件參數(shù)

傳統(tǒng)做法：5kW＋3kW模式，需要兩臺(tái)逆變器，其中3kW的機(jī)器接一串共10塊組件， 5kW的機(jī)器接兩串，每串接10塊組件。

圖3 3kW＋5kW逆變器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

錦浪8kW解決方案：采用錦浪8kW單相GCI－1P8K－4G，有3路MPPT，30塊組件分3串接入逆變器：

MPPT1：10塊一串，1串接入

MPPT2：10塊一串，1串接入

MPPT3：10塊一串，1串接入

圖4 單臺(tái)8kW逆變器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

錦浪8kW單相GCI－1P8K－4G電氣參數(shù)：

表1 GCI－1P8K－4G電氣參數(shù)表

優(yōu)勢(shì)一   單臺(tái)8kW安裝更簡(jiǎn)單，更美觀

圖5 系統(tǒng)安裝流程比較圖

由上圖可知：采用單臺(tái)8kW逆變器配置的系統(tǒng)，安裝過程更為簡(jiǎn)單，快捷。

不難看出：采用單臺(tái)8kW逆變器配置的系統(tǒng)，安裝空間更小！PVC管和交流線纜更省！整體更美觀！

優(yōu)勢(shì)二  單臺(tái)8kW建造成本更低

如下成本核算對(duì)比表：一套8kW系統(tǒng)如果采用5kW＋3kW或者 4kW＋4kW的模式逆變器，系統(tǒng)建造成本估算在57400左右，而采用單臺(tái)GCI－1P8K－4G單相逆變器，系統(tǒng)建造成本估算在56635左右。一套系統(tǒng)大約可以節(jié)省750元的成本。

表2  建造成本比較表

注：上述設(shè)備價(jià)格為參考價(jià)格，實(shí)際購(gòu)買中按照所選品牌和規(guī)格的不同會(huì)有部分出入，且未包含人工和其它成本。

表3  監(jiān)控成本比較表

在監(jiān)控成本上，單臺(tái)8kW逆變器使用一個(gè)監(jiān)控棒，一份流量套餐。因此整體監(jiān)控成本是使用3kW＋5kW逆變器的一半。總之，單臺(tái)8kW逆變器的建造成本至少節(jié)省750元，25年總監(jiān)控成本要節(jié)省1650元。

優(yōu)勢(shì)三  單臺(tái)8kW的系統(tǒng)發(fā)電效益更高

01發(fā)電量估算

圖6  浙江地區(qū)日照時(shí)數(shù)表

裝機(jī)容量9kW，PR＝80％，浙江地區(qū)的光照按照全年每天3．6小時(shí)計(jì)算，（參照——全國(guó)各省峰值日照時(shí)數(shù)），全年發(fā)電估計(jì)時(shí)間為1326小時(shí)，預(yù)估該項(xiàng)目首年發(fā)電量10512度。首年衰減為2．5％，25年末最低功率為80％。

表4 系統(tǒng)發(fā)電評(píng)估表

注：10年累計(jì)發(fā)電量9．9萬度電，25年累計(jì)發(fā)電量超過23萬度電。

02系統(tǒng)損耗對(duì)比

圖6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)比圖

如上圖兩種配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，兩者直流端接線相同，交流側(cè)3kW＋5kW逆變器比單臺(tái)8kW逆變器多一路交流配線。若交流側(cè)按照1％的損耗來計(jì)算，則系統(tǒng)損耗情況如下表所示

表5  不同逆變器光伏系統(tǒng)的配置表比較

由上述配置知：采用3kW＋5kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)，系統(tǒng)損耗為2％，采用一臺(tái)8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)，其系統(tǒng)損耗為1％。25年發(fā)電量損失為237639．3 X 1％ ＝2376．393度電（表4，發(fā)電量估計(jì)），若考慮到不同逆變器的轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)故障率，采用單臺(tái)8kW逆變器配置的系統(tǒng)25年可多發(fā)近2800度電，因此采用一臺(tái)8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)發(fā)電效率更高。

結(jié)合優(yōu)勢(shì)二、優(yōu)勢(shì)三：  8kW光伏系統(tǒng)采用單臺(tái)8kW逆變器設(shè)計(jì)，25年額外收益為：

W ＝ 建造成本收益＋監(jiān)控成本收益＋額外發(fā)電收益＝ 750  ＋  1650  ＋  2800＊0．8（每度電按0．8元計(jì)算）＝ 4640元

對(duì)于投資商和安裝商來說，這樣的戶用型電站無論是容量上還是數(shù)量上都更大，因此對(duì)比收益也就更大。假設(shè)是100戶單臺(tái)8kW逆變器設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，25年額外收益至少46萬元。

優(yōu)勢(shì)四  單臺(tái)8kW監(jiān)控運(yùn)維更方便

使用2臺(tái)逆變器，很多非專業(yè)用戶不了解發(fā)電數(shù)據(jù)如何相加，也就不知道具體的發(fā)電量到底是多少，當(dāng)然監(jiān)控商可以將兩臺(tái)逆變器發(fā)電上報(bào)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)頁面上，但對(duì)于各逆變器的直流輸入電壓、電流；交流輸出電壓、電流；系統(tǒng)故障預(yù)警等信息則需要分別在兩個(gè)不同的頁面上進(jìn)行觀看，這樣在后期難以進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、信息統(tǒng)計(jì)和故障分析。

使用一臺(tái)GCI－1P8K－4G逆變器的話，各個(gè)數(shù)據(jù)都能在一個(gè)頁面上顯示，清晰易懂。

圖7 監(jiān)控優(yōu)勢(shì)比較圖

優(yōu)勢(shì)五  單臺(tái)8kW的系統(tǒng)可靠性更高

8kW的光伏系統(tǒng)若采用兩臺(tái)逆變器，則組件、直流線纜、逆變器、交流線纜組成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，并通過后面配電箱匯總并入電網(wǎng)。因此在系統(tǒng)故障分析時(shí)要看成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。

圖8  采用3kW＋5kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)圖

圖9  采用一臺(tái)8kW逆變器所配置的光伏系統(tǒng)圖

由上圖可知，采用3kW＋5kW逆變器的光伏系統(tǒng)，當(dāng)某一個(gè)分支光伏系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)影響到整個(gè)光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如，如果其中一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生漏電流故障，則系統(tǒng)漏電流保護(hù)器動(dòng)作，會(huì)使兩個(gè)分支光伏系統(tǒng)均斷開電網(wǎng)；或者某一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生輸入過壓故障，則系統(tǒng)微型斷路器動(dòng)作，也會(huì)使整個(gè)光伏系統(tǒng)斷開電網(wǎng)。從而影響正常系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

因此，采用單臺(tái)8kW逆變器設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)的可靠性比采用3kW＋5kW逆變器設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)高1倍。

結(jié)論

在安裝8kW系統(tǒng)時(shí)，使用一臺(tái)8kW單相逆變器相比傳統(tǒng)方法的 5kW＋3kW 或 4kW＋4kW模式，在前期建造成本，后期收益、監(jiān)控運(yùn)維，以及發(fā)電量收益上，有著很大的優(yōu)勢(shì)。