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[导读]逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其作用是将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电,是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一。

逆变器作为光伏发电系统的核心设备,其作用是将光伏组件产生的可变直流电压转换为市电频率交流电,是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一。目前,市面上常见的逆变器主要为集中式逆变器与组串式逆变器,下面我们就这两种逆变器进行对比分析。

两种逆变器简介

一、集中式逆变器

集中式逆变器是将汇总后的直流电转变为交流电,因此,逆变器的功率都相对较大,光伏电站中一般采用500KW以上的集中式逆变器。

二、组串式逆变器

组串式逆变器是将组件产生的直流电直接转变为交流电,再进行汇总,因此,逆变器的功率都相对较小,光伏电站中一般采用100KW以下的组串式逆变器。

一、逆变器简介

(1)什么是逆变器

简单来说,逆变器是将太阳能板产生的直流电转换为交流电的器件,主要结构包括IGBT元器件、电感、电容、机构件等。其中MPPT是逆变器最重要功能。

(2)MPPT是什么

在不同太阳辐照度、不同温度情况下,光伏电站工作过程中浮云、树的阴影、灰尘等均会影响输出功率,光伏板的最大功率点会发生变化。最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)是指根据不同的环境温度、光照强度等特性,来调节光伏阵列的输出功率,MPPT发挥作用找出最大功率点,使得光伏阵列始终输出最大功率。

(3)IGBT是什么

IGBT全名叫绝缘栅双极型晶体管,可以理解为逆变器的CPU。IGBT尚未完成完全国产化进程,除IGBT外,其余原材料均已实现国产化。由于IGBT对设计及工艺要求较高,并且国内缺乏IGBT相关技术人才,企业产业化起步较晚,所以IGBT市场长期被大型国外跨国企业垄断。去年IGBT涨价,在小功率上,IGBT占成本25%,占整机10%。中功率、大功率上,IGBT占10%-15%,占整机5%。国产化方面,小功率像宏微、士兰微等,去年5-8%占比,2022年翻番甚至达到20%占比。大功率像中车、阳光等去年开始应用了。IGBT在25-26年要实现100%国产化替代。

资料来源:固德威招股说明书、锦浪科技招股说明书

资料来源:固德威招股说明书、锦浪科技招股说明书

(4)光伏逆变器一般分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器、微型逆变器。

1.集中式逆变器:将光伏组件产生的直流电汇总成较大直流功率后再逆变,单体容量一般在500KW以上,具有输出功率大、电能质量高和成本低等优点,但同时具有MPPT跟踪精度不够的缺点,导致遇到多云或单个组串故障时将影响整个光伏电站效率,且需通风散热的专用机房。

2.组串式逆变器:将几组光伏组串进行单独的最大功率峰值跟踪,再经过逆变后并入交流电网,单体功率一般在100KW以下,随着技术进步及降本增效,组串式逆变器功率逐渐增加。组串式逆变器具有、发电量高、组件配置灵活、便于安装、运营维护快捷等优点,但同时具有发电质量略差、成本高等缺点。

3.微型逆变器:每个微逆对单块或多块光伏组件进行单独的最大功率峰值跟踪,再经过逆变后并入交流电网,单体容量一般在5KW以下。微型逆变器全部并联运行,并且直接将每块光伏组件的直流电逆变为交流电后并入电网。

集中式逆变器一般用于大型地面电站,组串式较为通用,可以用于小型分布式和地面电站、工商业屋顶等,随着降本增效,组串式逆变器使用成本不断下降,现在很多地面电站采用组串式逆变器。微型逆变器单体容量相对较小,成本也高,维护难度也大,但是系统发电效率也是最高的。功率排序:集中式逆变器>组串式逆变器>微型逆变器,单瓦均价(成本)排序:微型逆变器>组串式逆变器>集中式逆变器。

资料来源:固德威招股说明书、锦浪科技招股说明书

(5)集中式和组串式区别:

(6)组串式相较于集中式在实际运营中的优势

1.受不利条件影响小

组串式逆变器有多路MPPT,单路MPPT控制数十个组件;集中式逆变器一般仅两路MPPT,单路MPPT控制近千个组件。在某块组件被遮挡或者故障的情况下,使用集中式逆变器的发电效率将受到较大的影响。

2.更多发电时间

组串式逆变器具有更宽的MPPT工作电压范围(500V-1500V),集中式(460V-1000V),可以多发一会儿电,增加发电时间。

3.更低运维成本

组串式可以在半小时左右完成整机更换;集中式逆变器需要厂商维修人员到场检测分析,维修时间一周以上。组串式可以利用智能设备检测故障,集中式需要专业维修人员到现场检测。

(7)随着组串式的使用成本不断降低,同时组串式相较于集中式有较多优势,近些年组串式的市占率不断提高,且有不断提高的趋势。

二、固德威、锦浪科技与同业比较

固德威创立于2010年11月,是致力于为未来的智慧能源提供完整的一体化解决方案技术企业。是目前专注于组串式逆变器、储能逆变器的逆变器企业。2020年上市,董事长为黄敏,公司目前地址为苏州市高新区紫金路90号。截止2021年底,固德威有员工2223人,研发人员615人。

固德威创始人:黄敏,1973年7月出生,中国国籍,研究生学历。2001年9月至今,历任苏州华雅执行董事兼总经理、执行董事;2005年3月至今,历任苏州华彩执行董事兼总经理、监事;2010年11月创办固德威,任董事长兼总经理;黄敏为公司创始人,自公司设立以来一直担任董事长、总经理,全面主持公司的战略决策和经营管理工作。

锦浪科技成立于2005年9月。是一家专业从事组串式逆变器研发、生产、销售和服务的企业。是目前专注于组串式逆变器、储能逆变器的逆变器企业。2019年上市,董事长为王一鸣,公司目前地址为浙江省象山县经济开发区滨海工业园金通路57号。截止2021年底,固德威有员工2342人,研发人员468人。

锦浪科技创始人:王一鸣,1981年出生,中国国籍,无境外永久居留权,硕士研究生学历,教授级高级工程师。毕业于上海交通大学信息工程专业,英国爱丁堡大学电子与电信专业;入选国家特聘专家。公司创始人。现任公司董事长、总经理及部分下属公司执行董事、总经理。

组串型逆变器是大型集中式逆变器和微型逆变器的折中,具备最高的性价比。而微型逆变器具有更高的安全性。在分布式电站中,最好使用组串型逆变器和微型逆变器相结合的模式,既可有效控制成本,又可同时增加光伏电站的长期发电收益。随着技术不断进步和价格的不断降低,组串型和微型逆变器将是未来分布式和大型地面光伏电站的主流产品。

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