怎么从效率和寿命看光伏组件和逆变器的配比

2018-6-13

光伏组件容量和逆变器容量比，习惯称为容配比。

合理的容配比设计，需要结合具体项目的情况综合考虑，主要影响因素包括辐照度、系统损耗、逆变器的效率、逆变器的寿命、逆变器的电压范围、组件安装角度等方面。

由于逆变器只占系统成本5%左右，在分布式光伏系统中，靠组件超配而减少逆变器数量或者功率，投资收益很少，还会带来别的问题。

1、不同区域辐照度不同

根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，将我国太阳能资源地区分为四类，不同区域辐照度差异较大。即使在同一资源地区，不同地方的全年辐射量也有较大差异。

例如，同是I类资源区的西藏噶尔和青海格尔木，噶尔的全年辐射量为7998MJ/m2，比格尔木的6815MJ/m2高17%。意味着相同的系统配置，即相同的容配比下，噶尔地区的发电量比格尔木高17%。若要达到相同的发电量，可以通过改变容配比来实现。

2、系统损耗

光伏系统中，能量从太阳辐射到光伏组件，经过直流电缆、汇流箱、直流配电到达逆变器，当中各个环节都有损耗。如图所示，直流侧损耗通常在7-11%左右，逆变器损耗约1-2%，总损耗约为8-13%(此处所说的系统损耗不包括逆变器后面的变压器及线路损耗部分)。

也就是说，在组件容量和逆变器容量相等的情况下，由于客观存在的各种损耗，逆变器实际输出最大容量只有逆变器额定容量的90%左右，即使在光照最好的时候，逆变器也没有满载工作。

3、逆变器效率

逆变器的效率并不是恒值，有功率开关器件损耗和磁性损耗，在低功率时，效率比较低，在40%到60%功率时，效率最高，超过60%时，效率逐渐降低。

因此，要把光伏功率的总功率控制在逆变器功率的40%到60%之间，获得最佳效率。

4、逆变器的寿命

光伏逆变器是电子产品，其可靠性和逆变器运行温度有很大关系，其中电容、风扇，继电器等元器件温度提高10℃，失效率可会提高50%以上，而运行温度又和功率相关。

据统计，逆变器长期工作在功率80-100%比功率40-60%，寿命要低20%左右。

5、逆变器的最佳工作电压范围

工作电压在逆变器的额定工作电压左右，效率最高。

单相220V逆变器，逆变器输入额定电压为360V，三相380V逆变器，逆变器输入额定电压为650V。

260W组件，工作电压30.5V，如果配3kW逆变器，采用12块工作电压366V，总功率为3.12kW为最佳;

如果配30kW逆变器配，接126块组件，每一路21串，电压为640.5V，总功率为32.76kW为最佳。

6、结语

综上各种因素：

系统功率在逆变器额定功率40-60%之间，效率最高，寿命最长。

为了把逆变器性能发挥最佳，根据光照条件不同，组件和逆变器有不同的配比。

在Ⅰ 类资源区，日平均满发小时数超过5小时，发电时间按每天10小时计算，建议组件和逆变器按1：1配置，平均功率为50%左右;

在Ⅱ类资源区，日平均满发小时数4小时，发电时间按每天9小时计算，建议组件和逆变器按1.1：1配置，(4*1.1)/9，平均功率为49%左右;

在Ⅲ类资源区，平均日照时间3.5小时的光照地区，发电时间按每天8.5小时计算，建议组件和逆变器按1.2：1配置，(3.5*1.2)/8.5，平均功率为49.4%左右。

在Ⅳ类资源区，平均日照时间低于3小时的光照地区，发电时间按每天8小时计算，建议组件和逆变器按1.3：1配置，(3*1.3)/8，平均功率为48.75%左右。

山地电站朝向各异，分布式光伏屋面情况的复杂性、朝向各异，因此有光伏组件不朝南，彩钢瓦屋顶倾斜角度不是最佳倾角的情况。逆变器的配置可以根据具体情况灵活处理。

关键词：逆变器

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