一年一度的SNEC上海展,是國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)影響力最大的展會(huì),得到從業(yè)人員的高度重視,從參展規(guī)模到參展次數(shù),展會(huì)基本上能反映了國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況,從2011年開始,我有幸連續(xù)5年參加展會(huì),并從中了解到國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)展?fàn)顩r。2015年展會(huì),我花了兩天時(shí)間,參觀展館內(nèi)逆變器公司的展位,收集技術(shù)資料,并同各個(gè)廠家的產(chǎn)品經(jīng)理進(jìn)行了技術(shù)交流,回公司又花了5天時(shí)間回憶思考研究資料,有一些心得體會(huì)和想法,寫出來和大家分享,由于本人水平有限,境界不高,有不足之處歡迎各位批評(píng)指正。
由“最大”到“最小”,新產(chǎn)品似雨后春筍
全球最大單機(jī)3.2MW光伏逆變器,集散式光伏發(fā)電解決方案,直流輸入1500V的光伏逆變器,60KW大功率組串式逆變器。這些新產(chǎn)品的出現(xiàn),讓EPC廠家設(shè)計(jì)方案時(shí),提供了更多選擇,可以根據(jù)實(shí)際情況,做出最合適的方案。
單機(jī)功率做得大,直接的好處是每瓦的成本低,占地面積小,安裝成本低。但對(duì)技術(shù)要求很高,逆變器要有高可靠性,維修時(shí)間要短,萬一設(shè)備出現(xiàn)故障,3.2MW的逆變器,1小時(shí)峰值能發(fā)3200度電,在度電補(bǔ)貼時(shí)代,每個(gè)投資者都是要重視風(fēng)險(xiǎn)的,筆者認(rèn)為單機(jī)500KW在大型地面電站是最合適的選擇,一方面是500KW逆變器應(yīng)用最廣,技術(shù)最成熟,另一方面,可以把停機(jī)不發(fā)電的風(fēng)險(xiǎn)控制在合理的范圍內(nèi)。
直流輸入1500V的光伏逆變器,交流輸出可以提高到540V,由于把電壓提高了,在同樣的功率下,電流就減少了,因此可以提高單機(jī)功率密度,提高單機(jī)效率,每瓦的成本也會(huì)降下來。但對(duì)系統(tǒng)其它設(shè)備的要求也比較高,耐壓1500V的組件,光伏電纜,接頭,直流開關(guān),因此相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)來說,成本并沒有下降,但風(fēng)險(xiǎn)卻增加了,一是安全方面,1500V直流比1000V危險(xiǎn)系統(tǒng)大了一倍以上,二是組件失效風(fēng)險(xiǎn),串聯(lián)的組件總功率是由最少的一塊來決定的,對(duì)組件的一致性要求更高。
集散式光伏發(fā)電解決方案,融合了組串式光伏逆變器與集中式光伏逆變器各自優(yōu)點(diǎn),解決了逆變器單機(jī)大功率化與光伏組件并聯(lián)MPPT失配損失之間的矛盾,同時(shí)解決了組串式逆變器系統(tǒng)投資成本高、輕載下電能質(zhì)量差、后期運(yùn)維復(fù)雜成本高等問題,并實(shí)現(xiàn)了光伏電站智能化運(yùn)維。這個(gè)方案最早是Satcon提出來并開始實(shí)現(xiàn)的。筆者在2009年在中電長(zhǎng)城工作,參與了Satcon公司集散式逆變器Solstice系列逆變器在深圳的轉(zhuǎn)產(chǎn)工作。2010年應(yīng)用于波多黎各63MW太陽能電站,在前期取得了巨大的成功,總發(fā)電量比用集中式逆變器要高5-12%,得到了業(yè)主的推崇,受此影響,Satcon公司對(duì)Solstice系列的逆變器建了大量庫(kù)存。但到了2011年,經(jīng)過近一年的運(yùn)行,這個(gè)系列產(chǎn)品出現(xiàn)了故障,不得不全部更換,主要問題是MPPT升壓匯流箱由于防水和散熱問題,大面積損壞。系統(tǒng)直流母線也出現(xiàn)了問題,逆變器經(jīng)常停機(jī)。這些庫(kù)存機(jī)器占用了公司的資金,再加上2012年光伏逆變器價(jià)格大幅下降,造成Satcon公司最終破產(chǎn)清算。
60KW出現(xiàn)了單級(jí)變換大功率組串式逆變器,使組串式逆變器成本向集中式靠攏,給大型電站提供了多種選擇。但這種逆變器重量較重,不好安裝;不帶隔離變壓器,還要注意電能質(zhì)量和諧波等問題,MPPT電壓范圍變窄,可能會(huì)影響系統(tǒng)總發(fā)電量。
各逆變器廠家挖潛,成本控制已至極限
集中式逆變器方面:大量采用國(guó)產(chǎn)器件、逆變器輸出電壓等級(jí)由270V提高315V、無取向硅鋼片的電抗器、結(jié)構(gòu)緊湊型的逆變器。單相組串式逆變器成本控制方面,有些廠家主要在以下幾個(gè)方面做了改進(jìn):采用機(jī)殼和散熱器一體化結(jié)構(gòu),減少逆變器的體積;提高逆變器滿載輸入電壓,如5KW逆變器MPPT輸入電壓范圍是100-500V,以前直流電壓到150V逆變器就能滿載工作,現(xiàn)在要電壓到350V才能滿載工作;三是減少逆變器輸出功率,一般光伏系統(tǒng)效率都是90%以下,5KW的組件實(shí)際最大輸出功率在4KW以下,有些廠家就把輸出降下來。這些措施的采取,原材料成本大幅下降,讓逆變器廠家在如此艱難的環(huán)境中有可能生存下來。
國(guó)內(nèi)媒體:發(fā)布數(shù)據(jù)要嚴(yán)謹(jǐn)點(diǎn)
光伏行業(yè)宣傳陣地競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈,北極星,Solarzoom,ofweek,世紀(jì)新能源網(wǎng),PV365等專業(yè)網(wǎng)站,為博眼球各取奇招,其中發(fā)布企業(yè)排行榜是屢試不爽的一個(gè)招數(shù)。光伏行業(yè)是新興行業(yè),有很多從業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)不足,目前也沒有官方發(fā)布權(quán)威數(shù)據(jù)。有一家行業(yè)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的“2015中國(guó)光伏電站行業(yè)20強(qiáng)排行榜”,在行業(yè)內(nèi)引起了巨大的反響。在該獎(jiǎng)項(xiàng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中顯示,前20強(qiáng)逆變器廠商總出貨量20.12GW,這數(shù)字是國(guó)家能源局公布的我國(guó)光伏總安裝量10.6GW的兩倍,而光伏逆變器的海外出口,海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)則在3GW左右。有煤體稱為“被賣到火星上的逆變器”,“國(guó)內(nèi)逆變器廠商集體造假”。筆者研究了逆變器出貨數(shù)據(jù),憑心而論,除了數(shù)據(jù)不是特別準(zhǔn)確外,這個(gè)排名基本上反應(yīng)了國(guó)內(nèi)逆變器的出貨現(xiàn)狀,還是有肯定的一面。國(guó)內(nèi)光伏雜志可以向德國(guó)Photon學(xué)習(xí),數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)才值得信賴。
價(jià)格戰(zhàn):組串式持續(xù)半年 集中式基本見底
幸存的逆變器廠家是相似的,那就是以產(chǎn)品不斷創(chuàng)新,帶動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量提升和價(jià)格下降,出局逆變器廠家則有各的原因,產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān),產(chǎn)品價(jià)格太貴,回款不及時(shí)資金周轉(zhuǎn)困難。筆者認(rèn)為,組串式逆變器價(jià)格戰(zhàn)可能還將持續(xù)半年時(shí)間,集中式逆變器的價(jià)格戰(zhàn)已基本見底。再打下去意義不大,不僅逆變器廠家受不了,逆變器作為系統(tǒng)最關(guān)鍵的設(shè)備,電站業(yè)主也不放心用一個(gè)質(zhì)次價(jià)底的產(chǎn)品。但逆變器公司競(jìng)爭(zhēng)不會(huì)停下來,而且會(huì)更加激烈,2015年還會(huì)有更多的廠家出局,競(jìng)爭(zhēng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y金和質(zhì)量,有兩類公司將會(huì)很困難:一是產(chǎn)品單一,市場(chǎng)單一的公司,國(guó)內(nèi)光伏資金回收慢,需要公司有極大的財(cái)力;二是產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)的公司,由于前段時(shí)間價(jià)格戰(zhàn),很多公司設(shè)計(jì)偷工減料,這種逆變器運(yùn)行到一段時(shí)間就會(huì)出問題,國(guó)內(nèi)逆變器付款周期很長(zhǎng),有些逆變器可能挨不到付款時(shí)間就出問題了。
逆變器下一個(gè)風(fēng)口 支持能源互聯(lián)網(wǎng)功能的逆變器
在展館轉(zhuǎn)了兩天,并沒有找到有突破性的產(chǎn)品,大部分產(chǎn)品還停留在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)等低層次上,以碳化硅為功率器件的逆變器,支持能源互聯(lián)網(wǎng)功能的逆變器不多,確實(shí)有點(diǎn)失望,我認(rèn)為,未來的逆變器結(jié)合微電網(wǎng),智能電網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng),逆變器作為系統(tǒng)最核心的器件,重要性好比CPU對(duì)于電腦一樣,在系統(tǒng)中應(yīng)該具有更大的話語權(quán)。
能源互聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)
(1)變垃圾電為精電:加入儲(chǔ)能裝置,改善光伏發(fā)電輸出功率間歇性、不穩(wěn)定性和不連續(xù)性,向電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電能。
(2)削峰填谷:盡量減少大功率負(fù)荷在峰電時(shí)段對(duì)電能的集中需求,以減少對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷壓力,光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)可根據(jù)需要在負(fù)荷低谷時(shí)將光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來,在負(fù)荷高峰時(shí)再釋放這部分電能為負(fù)荷供電,提高電網(wǎng)的功率峰值輸出能力和供電可靠性。
(3)電站檢測(cè)和通信中心:逆變器配備檢測(cè)和通信設(shè)備,隨時(shí)檢測(cè)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏系統(tǒng)出現(xiàn)故障,并報(bào)告后臺(tái)處理,對(duì)于電站出現(xiàn)緊急狀況,能及時(shí)關(guān)閉相關(guān)設(shè)備,避免更大的損失。
(4)能源互聯(lián)網(wǎng)管理中心:主動(dòng)參與調(diào)峰負(fù)荷,在大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),能組成一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng),協(xié)調(diào)油機(jī),蓄電池,光伏,風(fēng)能等多種能源共同供電。
劉工的文章果然有前瞻性,也非常深刻。
對(duì)于電流傳感器這一個(gè)光伏系統(tǒng)配件來說,同樣存在著“創(chuàng)新空心化”的現(xiàn)象,而且很嚴(yán)重。林林總總的小公司都?xì)⑷肓诉@個(gè)本已競(jìng)爭(zhēng)激烈的小行業(yè),但絕大多收還都處在模仿抄襲的階段,毫無創(chuàng)新性可言,導(dǎo)致最后唯有價(jià)格戰(zhàn)別無選擇。柏艾斯堅(jiān)持走技術(shù)創(chuàng)新路線,爭(zhēng)做最優(yōu)秀的方案提供商,先后推出了可編程ASIC匯流箱專用電流傳感器,帶自檢功能的漏電流傳感器以及交直流兩用的大量程開環(huán)磁通門電流傳感器,滿足了客戶的需求。