在分布式光伏系統(tǒng)中,一些別墅屋頂往往朝向復(fù)雜,還伴有陰影遮擋,這對于系統(tǒng)發(fā)電量來說有著很大的影響。系統(tǒng)中的MPPT數(shù)量是影響發(fā)電量的重要因素。多路MPPT對解決分布式光伏中多朝向、陰影遮擋等問題起著至關(guān)重要的作用。
每塊組件都有自己的P-V特性曲線,該曲線會隨著光照強度、環(huán)境溫度的變化而變化。不同廠家、不同型號、以及不同生產(chǎn)批次的光伏組件,P-V特性曲線并不完全一致;在不同光照、不同溫度以及不同衰減下,各組件的特性曲線也會不一致。簡單來說,一個陣列內(nèi)同一時間不同組件的P-V特性曲線不一致,就是組件失配。
組件P-V特性曲線
1、組件正常衰減的離散性。同一陣列中,不同組件衰減程度的不一致性,離散性越大,失配程度越高。
組件衰減曲線
2、組件非正常損壞。由于形成熱斑等原因進而導(dǎo)致組件的非正常損毀可能會導(dǎo)致整個串聯(lián)組件斷路,也可能會通過旁路二極管保持串聯(lián)后的組件繼續(xù)工作。
組件非正常損壞
3、光照強度不均勻。由于組件表面的灰塵積累、陰影遮擋等原因,組件的朝向不同,導(dǎo)致各組件接受的光照強度不一致,同一時間下各組件的P-V特性曲線出現(xiàn)差異,形成失配。
光照強度不均勻
曾經(jīng)有行業(yè)人士計算過,從電站25年壽命的角度來看,組件失配造成的“木桶效應(yīng)”對整個光伏系統(tǒng)造成的發(fā)電量損失可以達到甚至超過15%。而這時,通過在逆變器端增加MPPT路數(shù)的方案,可以一定程度上降低“木桶效應(yīng)”的影響。
分布式光伏陰影遮擋
MPPT是光伏系統(tǒng)核心設(shè)備光伏逆變器的主要功能之一,通過不斷調(diào)整逆變器自身的等效電阻值,影響所跟蹤的組件的電壓電流值,尋找并保持系統(tǒng)工作在P-V特性曲線的最高功率點。
光伏陣列一般由21或者22塊組件形成,多路MPPT方案解決組件失配,就是通過陣列解耦讓更多的MPPT來分別跟蹤同一陣列中的組件,單個MPPT跟蹤的組件越少,組件失配損失越低。
對陣列的解耦首先從解耦組串并聯(lián)開始,當(dāng)對組串并聯(lián)解耦進行到極限,即每一組串由一個MPPT單獨進行跟蹤時,可以完全解決并聯(lián)失配。進一步解決組件失配就需要從串聯(lián)失配著手,以組件為最小單位進行解耦,解耦越細(xì),串聯(lián)失配損失越低。目前,只有微型逆變器方案可以實現(xiàn)解決串聯(lián)失配問題。
微型逆變器光伏系統(tǒng)
一個10kW的屋頂分布式項目,采用微型逆變器有40路獨立的MPPT。微逆系統(tǒng)為全并聯(lián)設(shè)計電路,每塊組件都具有獨立MPPT,可以實現(xiàn)最大功率輸出,消除了組件朝向、角度不同及周邊陰影遮擋而造成的失配問題,大大提高了發(fā)電量。
昱能微型逆變器YC500,MPPT對復(fù)雜曲線的動態(tài)靜態(tài)精確跟蹤能力強,MPPT追蹤效率達99.5%, 在相同條件下,比組串式逆變器多發(fā)電5%~25%。
10kw的組串式系統(tǒng)與10kw的微逆系統(tǒng)相比,微逆系統(tǒng)一次性投資多出13%左右,25年系統(tǒng)發(fā)電量提升15%左右。則這15%的發(fā)電量的度電補貼收益與電費收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過初期多投資的13%。
10kw光伏系統(tǒng),以浙江省為例:
由上表得出,微逆系統(tǒng)初期多投資的1萬元,最終為用戶帶來4萬多的收益,該部分的投資收益高達15%。
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