本文首先從電子發(fā)燒友作者南山的觀察開(kāi)始

在過(guò)去的十年里，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本大幅下降，這種技術(shù)現(xiàn)在可以在許多地區(qū)例行發(fā)電。從2013年到2018年，全球公用事業(yè)規(guī)模的光伏系統(tǒng)硬件平均成本下降了驚人的50%，2018年下降到平均不到1美元/瓦(許多地區(qū)甚至更低)。光伏系統(tǒng)資本支出大幅下降后，現(xiàn)在認(rèn)為技術(shù)已經(jīng)成熟，利潤(rùn)率相對(duì)較低，只能預(yù)期邊際成本增加。

因此，重點(diǎn)是降低系統(tǒng)的LCOE(均衡電費(fèi))。有時(shí)，一些這樣的創(chuàng)新可能會(huì)大大增加系統(tǒng)的數(shù)量——例如追蹤器，現(xiàn)在在世界各地的公用事業(yè)規(guī)模的系統(tǒng)中普遍存在——但是系統(tǒng)輸出的整體改善遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵消了這一點(diǎn)，導(dǎo)致整體低LCOE。另一個(gè)主要趨勢(shì)是轉(zhuǎn)向更高的DC電壓，這是在全球公用事業(yè)規(guī)模的光伏市場(chǎng)。這一趨勢(shì)的主要推動(dòng)者之一是市場(chǎng)上1500伏逆變器的數(shù)量不斷增加。

為什么要切換到更高的電壓？

事實(shí)上，光伏系統(tǒng)向更高電壓推進(jìn)的基本原理根植于相當(dāng)基礎(chǔ)的科學(xué)，即功率(P)、電流(I)和電壓(V)“P = IV”的關(guān)系。這個(gè)公式關(guān)系表明，為了提供固定的功率，所需電流隨著電壓的增加而減小。在較低的電流水平下，電損耗也很小。由于輸電線路長(zhǎng)距離傳輸中使用高電壓，因此應(yīng)盡可能提高光伏系統(tǒng)的電壓，以減少系統(tǒng)中的功率損耗，提高系統(tǒng)的輸出。此外，創(chuàng)建更長(zhǎng)(因此更少)字符串的能力簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，并減少了降低系統(tǒng)整體成本所需的其他組件(如字符串組合器)的數(shù)量。

電壓升高的趨勢(shì)已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。大約十年前，業(yè)界有一次關(guān)于向1000伏逆變器過(guò)渡的對(duì)話?，F(xiàn)在，在世界上大多數(shù)光伏系統(tǒng)中，1000伏逆變器已經(jīng)用于空。早在2012年，德國(guó)集成電路公司Belelectric就宣布，在其位于德國(guó)的地面安裝工廠使用了1500伏逆變器。第二年，它宣布將繼續(xù)推廣這項(xiàng)技術(shù)。從那時(shí)起，1500伏逆變器技術(shù)已經(jīng)從貿(mào)易展覽和會(huì)議上的營(yíng)銷(xiāo)談話轉(zhuǎn)變?yōu)樵谌蚍秶鷥?nèi)非常實(shí)用的部署。最重要的早期產(chǎn)品安裝在美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、智利和墨西哥。

1500伏已經(jīng)迅速成為大型光伏項(xiàng)目的需求。擁有大量1500伏技術(shù)的著名項(xiàng)目，包括沙特薩卡人的300兆瓦項(xiàng)目，在2018年成為頭條新聞，簽署了一項(xiàng)破紀(jì)錄的協(xié)議，以2.3攝氏度/千瓦時(shí)(哈拉拉8.78攝氏度/千瓦時(shí))的價(jià)格出售電能。印度各大公用事業(yè)規(guī)模競(jìng)價(jià)(未來(lái)三年僅次于中國(guó)的第二大公用事業(yè)規(guī)模市場(chǎng))也是以1500伏技術(shù)為主，其他市場(chǎng)也是如此。事實(shí)上，IHS Markit預(yù)測(cè)，到2020年，與四年前的11%相比，1500伏產(chǎn)品將占中國(guó)以外市場(chǎng)大功率光伏逆變器出貨量的84%(與國(guó)際市場(chǎng)相比，采用這一技術(shù)的速度相對(duì)較慢)。

有哪些挑戰(zhàn)？

當(dāng)然，向1500 V光伏系統(tǒng)過(guò)渡存在一些具體的挑戰(zhàn)。此前，合適的組件(如保險(xiǎn)絲和開(kāi)關(guān))的可用性阻礙了這一趨勢(shì)的發(fā)展。此外，缺乏輸出電壓為1500伏的光伏模塊。在過(guò)去的幾年里，供應(yīng)商做出了回應(yīng)，一個(gè)成熟的供應(yīng)鏈現(xiàn)在已經(jīng)到位，可以隨時(shí)提供所需的電氣組件和光伏模塊。

雖然1500伏正在成為大型光伏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，但屋頂系統(tǒng)的采用卻滯后了。在這些系統(tǒng)中，1500伏電壓的部署受到安全標(biāo)準(zhǔn)、建筑規(guī)范和電力法規(guī)的限制。在某些情況下，地方法規(guī)可能允許在商業(yè)建筑中使用此類(lèi)系統(tǒng)，但預(yù)計(jì)不會(huì)廣泛推廣。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，預(yù)計(jì)1500伏系統(tǒng)不會(huì)用于住宅區(qū)。

系列逆變器也采用1500V技術(shù)

隨著1500伏的使用越來(lái)越多，公用事業(yè)規(guī)模的光伏部門(mén)近年來(lái)越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向“串聯(lián)”逆變器。在中國(guó)電信巨頭華為的領(lǐng)導(dǎo)下，更多分布式光伏逆變技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在全球得到廣泛推廣，全球EPC也開(kāi)始采用大規(guī)模中央逆變技術(shù)。據(jù)IHS Markit統(tǒng)計(jì)，2017年，近25GW系列逆變器被輸送到公用事業(yè)規(guī)模的光伏器件。

當(dāng)然，由于系列逆變器供應(yīng)商現(xiàn)在正積極瞄準(zhǔn)大型光伏行業(yè)，他們現(xiàn)在正在發(fā)布越來(lái)越多的1500伏產(chǎn)品，以利用這一增長(zhǎng)趨勢(shì)。下表顯示了全球12大光伏逆變器供應(yīng)商的1500伏產(chǎn)品組合。這清楚地表明，每個(gè)大功率(中央)逆變器供應(yīng)商都提供了1500伏的產(chǎn)品。10家低功率系列逆變器供應(yīng)商中有6家也發(fā)布了產(chǎn)品。隨著1500伏系列逆變器項(xiàng)目在全球大型項(xiàng)目中的日益采用，預(yù)計(jì)產(chǎn)品將會(huì)更多。

在未來(lái)1500V逆變器的發(fā)展中，1500V光伏逆變器技術(shù)在行業(yè)內(nèi)獲得了巨大的牽引力，這種方法的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越被EPC、開(kāi)發(fā)商和項(xiàng)目業(yè)主所接受。向1500伏系統(tǒng)過(guò)渡是一個(gè)主要的全球趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2020年，其使用將繼續(xù)增長(zhǎng)并成為主流，特別是在大型公用事業(yè)系統(tǒng)中。IHS Markit預(yù)測(cè)，1500伏逆變器將繼續(xù)其增長(zhǎng)軌跡，從2016年的僅2兆瓦的出貨量到2018年超過(guò)30千兆瓦的里程碑，2019年和2020年的總出貨量將超過(guò)100千兆瓦。

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