发布时间:2025-03-08 12:40:34 人气:
光伏发电系统容配比计算基本原则及最优容配比经济性分析
容配比是光伏电站组件标称功率与逆变器额定输出功率的比例,早期设计通常为1:1。然而,在光照不足或温度影响下,组件输出功率低于标称值,导致逆变器长期不满载运行,造成容量浪费。因此,适当提高容配比,即超配设计,已成为提升系统效率、降低度电成本和增加收益的有效策略。
本文通过理论分析和实际案例,阐述了容配比设计的重要性和影响因素。组件功率基于STC条件标定,但实际应用中,地区辐照度、系统损耗、灰尘遮挡等因素导致逆变器输入功率远小于组件标称功率。尤其在不同资源区,全年辐射量存在显著差异,对设计产生影响。系统损耗主要包括直流电缆、汇流箱等设备的损耗,以及灰尘遮挡引起的组件失配,平均损耗约为8%~13%。
在STC条件下,即使逆变器额定功率与组件标称功率相等,系统实际输出功率仅为额定功率的90%左右,未达到满载状态,降低了利用率和增加了损耗。此外,其他因素如电站投资、组件实际衰减、逆变器性能差异等也影响最优容配比设计。
最优容配比计算分为两类原则:补偿超配和主动超配。补偿超配以系统不会出现限功率为原则增大容配比,而主动超配以系统度电成本最低为原则,即使可能出现逆变器限功率情况。通过计算不同资源区的典型区域,考虑系统效率、初始投资、经济性分析,本文提供了理论和实际依据。
研究表明,不同资源区的最优容配比存在差异,II类资源区的容配比为1.2倍时,系统不会出现限功率,经济性最佳配置点为1.2至1.3倍;III类资源区的容配比低于1.4倍时,不会出现限功率,经济性最优容配比超过1.4倍。合理设计系统容配比,有利于提升光伏发电系统的经济性。
成功与失败的关键在于方法与原因的识别,成功并非偶然,而是由多个因素构成的完整过程。分享经验与知识是积极的生活态度,有助于促进个人与社会的进步。
什么是光伏电站容配比?
容配比是指光伏电站中组件标称功率与逆变器额定输出功率的比例。光伏应用早期,系统一般按照1∶1的容配比设计。
在辐照度低于标准条件(1000W/m2)下的这类地区,同时受温度等因素影响,光伏组件长时间输出功率达不到标称功率,导致逆变器长期不能满载运行,造成了逆变器的容量浪费。
容配比影响因素:
光伏组件的功率均按照标准条件(STC:组件温度25℃,辐照度1000W/m2)标定,实际应用中,各地区的光照条件、环境温度、组件安装方式均不同。
同时考虑灰尘遮挡、组件失配以及组件输出到逆变器之间直流线缆损耗等因素,逆变器的实际输入功率远小于组件的标称功率。
光伏逆变器和光伏组件的配比多少合适呢?
光伏组件和逆变器配比该怎么计算?是不是5KW的组件就要配5KW的逆变器呢?很显然,并不是。下面小编就给各位简单的说一说这分布式光伏组件和逆变器的配比。
当我们不知5KW的逆变器配多少的时候,我们身边的人总是众说纷纭。有人说按1.2比例配,也有人说按1.1的比例配……那如此配比是哪里来的,有什么含义?
其实我们常说的比值指的是DC/AC,也就是光伏组件的功率/光伏逆变器的功率,那我们首先来看下这个比值是什么:
上面是一个光伏系统的简图,光伏组件发出的直流电(DC)经过光伏逆变器逆变成交流电(AC)进入电网,那么整过过程中光伏逆变器只是把直流电变成交流电,俗称的DC/AC的比值就是光伏组件的安装量和光伏并网逆变器最大交流输出的比值。
我们以5KW的光伏组件安装量为例:
这个比值为1.25,意思是我装了5KW的光伏组件,但是由于实际安装地点的经纬度、倾角、朝向等一系列因素的影响,光伏组件最终产生的直流电也就4KW,那么这个时候选择4KW的光伏逆变器就可以了,并不需要5KW的光伏逆变器。
注:组件的功率单位一般标为wp,如255wp,p是peak的意思,一般是指组件标准测试条件:(大气质量AM1.5, 辐照度1000W/m², 电池温度25°C)下的测量值, 而实际情况并非如此。
所以DC/AC更多时候是一个经验值,而不是一个固定值,当有实际项目支撑的时候,我们可以根据实际情况去获得DC/AC的比值作为对当前选型时的支撑。
首次安装的时候,针对不同地区组件与逆变器容量配比,可以上网查询DC/AC的理论值,或向他人咨询经验值,当具有一定经验后可以用自己的经验值来代替。
这样完成DC和AC的最佳配比后还要注意光伏组串的电压与逆变器的电压范围是否匹配以及逆变器的输入路数是否满足。
常见的逆变器是根据晶硅组件的特性开发的,目前光伏系统要求的最大电压为1000V,对于电压的配置除了同一路MPPT电压需要相等外,还需要考虑逆变器的MPPT电压范围,确保组件的工作电压在MPPT电压范围内,否则会导致逆变器的输出效率不高。
户用光伏容配比设计解决方案
在光伏电站的设计中,容配比——即光伏组件安装容量与逆变器额定容量的比例,是关键因素。传统上,1:1的配置被视为理想,但由于实际环境因素如光照和温度波动,这种配置往往导致组件功率未能完全发挥,逆变器也常处于未充分利用的状态,造成资源浪费。
2020年,中国新标准的发布,将户用光伏电站的容配比上限提高至1.8:1,这一调整不仅有望激发市场需求,还有助于降低度电成本,加快光伏平价上网的步伐。
以山东分布式光伏项目为例,我们探讨这一设计变化的影响。首先分析组件超配的现状及其影响因素:
组件超配是为了追求效率与经济性的最佳平衡。全球光伏电站普遍采用120%至140%的超配,考虑到光照强度季节性变化、高温、灰尘遮挡以及组件性能随时间衰减等因素。随着新技术的应用和组件价格的下降,超配变得更具经济效益,不仅降低了成本,还提升了项目的抗风险能力,并推动了高功率组件的发展。
通过经济效益分析,我们考察发电量与成本之间的关系。以一个6kW的自投光伏项目为例,使用隆基540W组件,平均每天发电20度,年发电量约为7300度。考虑到组件和逆变器的选择以及烟台的光照资源,超配比例对系统效率、发电量、收益和成本有显著影响。
PVsyst模拟结果显示,1.1倍的超配可实现最高系统效率,但过大的超配会增加线损,因此经济性最优点通常在1.5:1左右。对于不同容量的系统,如8kW、10kW和15kW,最佳的经济性容配比分别为1.3、1.2和1.2。
总结来说,在光照条件优越的烟台地区,1.1倍的超配能最大化组件利用率,但从投资回报角度看,1.5:1是更佳的经济选择。设计时需平衡组件的高效利用和成本效益。随着市场和技术的变化,最优容配比可能发生变化,这也是国家放宽容配比限制的主要动力。
户用光伏的设计是一场技术与经济的较量,每个细节都关系到系统效率、成本和投资回报。设计师必须精确权衡,找到那个微妙的平衡点,以实现光伏系统的最大潜力。
普光分享 | 你了解光伏电站的容配比吗?
了解光伏电站容配比是关键,它指的是组件标称功率与逆变器额定输出功率的比例。通常情况下,按照1:1设计可能造成逆变器容量浪费,尤其在组件输出功率未达标时。采用超配设计则能有效提高光伏系统综合利用率,降低度电成本,同时增加收益。
影响容配比的因素包括三个方面:区域辐照度差异、系统损耗及成本因素。不同区域的太阳辐射强度不同,即使在同一地区,不同位置的全年辐照量也可能存在较大差异。此外,光伏组件在发电过程中会因直流配件、线缆等系统损耗而无法满载工作,实际输出功率通常仅约为逆变器额定功率的90%。电站的投资、上网电价和组件性能的衰减情况也会影响容配比的设定。
总的来说,合理设定光伏电站的容配比,需要综合考虑以上因素。正确理解并应用容配比知识,对于提升光伏电站的经济性和效率至关重要。
光伏电站容配比一般原则
光伏电站的容配比指的是光伏组件的装机容量与逆变器的额定容量之间的比值,直接影响电站的发电效率和运行安全性。
一般原则包括:选择逆变器容量应稍大于光伏组件总装机容量,避免逆变器过小导致功率损失和运行不稳定,考虑日照变化和组件损耗,避免逆变器过大导致低负载运行效率低。
提高光伏电站容配比旨在优化发电效率、经济性及适应不同光照条件和运行情况,关键在于综合考虑光伏组件特性、逆变器容量、地理位置光照、电网条件与经济成本,实现多个因素的综合权衡。
提升容配比对设备选型影响主要体现在设备容量匹配、适应性与效率提升上。具体步骤包括:根据光伏组件特性确定容配比范围、优化逆变器与组件匹配、考虑环境因素与经济成本,确保系统整体性能与经济性。
光伏电站容配比是多少?
光伏电站容配比:
1、通常指光伏电站中逆变器所连接的光伏组件的功率之和与逆变器的额定容量比。按照现行2012年版的设计规范,光伏发电系统中逆变器的配置容量应与光伏方阵的安装容量相匹配,逆变器允许的最大直流输人功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率。
2、换言之,容配比不应超过1:1,因此,行业内也将容配比超过1:1的情况称为“超配”。而在去年9月发布的《光伏发电站设计规范(征求意见稿)》中则写明:光伏发电系统中光伏方阵与逆变器之间的容量配比应综合考虑光伏方阵的安装类型、场地条件、太阳能资源、各项损耗等因素,经技术经济比较后确定。
3、同时,针对不同的地区,规定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类太阳能资源地区的容配比分别不宜超过1.2:1、1.4:1和1.8:1。
扩展资料:
按照不同的原则,容配比可分为两类,
1、第一类为补偿超配,以系统不会出现限功率为原则增大系统容配比;
2、第二类为主动超配,以系统LCOE最低为原则增大系统容配比,由于会出现逆变器限功率的情况,系统将会损失一部分能量,但是综合投资与产出,系统的度电成本会达到最低。
参考资料:
人民网-光伏电站“容配比”或将松绑湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467