2018年,“531”文件的出台虽对光伏行业造成了不可估量之伤害,但也迫使大家开始更理智地思考光伏行业的未来。面对降本增效和补贴大退坡的双重形势,1500V系统开始“翻红”。与此同时,国外对1500V系统的应用却早已开始大规模推广,美国市场1500V的应用已经非常广泛,2019年新增电站中1500V系统预计占比将超过80%;印度光伏市场起步虽晚于国内,但在1500V的应用规模上却早已赶超,越南市场1500V应用占比更是已经超过80%;欧洲市场也逐步启动了1500V系统的切换。从降本增效方面来说,1500V确实已经是大势所趋。
1500V电压标准的优势
与传统的1000V系统相比,1500V系统可将光伏组件的串联数量提升约1.5倍,由原先的24块/串提升至34块/串,由此电缆成本可减少大约1/3,汇流箱使用数量也减少1/3,电缆和汇流箱成本降低大约为0.05元/瓦。与此同时,组件串联数量的增加进一步降低了支架、桩基、施工安装的成本,再节约0.05元/瓦。此外,并网点的减少以及交直流系统损耗的降低也在隐性降本。
1500V电压标准的挑战
1500V系统电压会降低电气的安全性和可靠性,同时增大PID等风险。因此制作1500V光伏组件主要考虑背板局放、电连接器和电绝缘等影响组件可靠性和安全性的因素,其难点主要在材料选取上,例如企业要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等。
1500V系统电压对逆变器要求更高,主要考虑绝缘,电气间隙以及电压升高后可能带来击穿放电等问题,因此逆变器需要采用更复杂的拓扑结构设计和更高电压等级的功率器件以及直流开关设备。
电压等级升至1500V后,对系统的安全性能要求也更高了,直流电和交流电不同,没有过零点,一旦出现漏电,将会造成大的事故。因此选择一款合适的1500V直流开关对提升整个系统的安全性至关重要。
1500V电压标准前景
自2013年开始,各大光伏组件厂商纷纷将重点转至1500V光伏组件的研发,目前阿特斯、天合、晶澳等均已开发1500V组件,华为、阳光、追日均在研发针对1500V系统的逆变器。据悉,电工委员会(IEC)推出的1500V组件试行标准在不久的将来必将过渡为强制标准。各方消息表明,未来1500V必将成为一个新的行业标准,1500V相对于1000V的系统电压有了质的飞跃,意味着光伏组件及零部件必须满足比现有标准高得多的技术要求和质量要求。
直流开关在光伏系统应用中的重要性及如何选型?
光伏直流开关是光伏系统应用中的重要保护器件, 直接影响到光伏系统的安全可靠运行。从而影响整个光伏系统的稳定发电和收益,尤其是在直流1500V光伏系统中,保障光伏系统能够安全,稳定,可靠运行,以及在安全维修 系统运维 安装调试过程中, 选择一款合适的直流开关的重要性将不言而喻。
德国、荷兰等强制要求逆变器制造商标配内置直流开关,英国 印度 澳洲等更强制规定光伏系统一定要安装外置直流开关,随着国内光伏政策的明晰,光伏电站新增安装的逐年增加,尤其是目前分布式光伏系统的启动,个人住户屋顶光伏系统的安装将越来越流行。目前国内市场所谓的光伏直流开关多是一些交流开关或其改进产品,不是真正应用在光伏系统中的具有安全灭弧、高功率切断的直流开关。这些交流开关的灭弧能力、额定带载切断功率都远远不够,容易导致过热、漏电和火花,严重时甚至烧毁掉整个光伏电站。所以选择合格的光伏直流开关将至关重要。
直流侧1500V系统电压作为的技术理念,需要逆变器、线缆等部件厂家的共同参与和配合。其中,直流开关是光伏系统安全性保障的重要部件,其工作电流电压也将对系统选型产生影响。直流开关的电压和电流由需要断开的光伏阵列的串电压和并电流决定,因此,在系统选型中,需要先确认系统电流电压,然后选择合适的光伏直流开关。一般光伏系统的电压可能达到1000V,未来或将达到1500V,需要断开的电流根据组件的品牌和功率、光伏系统连接方式是多串并联还是多串独立连接(多路MPPT)而不同。
由于1500V系统电压设计将成为主流趋势,未来在系统选型中需要关注直流开关电压设计。而目前市面上一般品牌的直流开关都可以断开1000V的系统直流电压,安守电器的直流开关全部符合1500V系统设计。