光伏组件与逆变器配置详情分析 - 全文

　　光伏组件是光伏电站最重要的设备之一，成本占了并网系统50%左右，组件的技术参数对系统设计非常重要，只能读懂组件参数，才能正确配置光伏逆变器，下面以多晶硅光伏组件为例，解释光伏组件的关键参数。

　　在逆变器的技术参数中，有一个最大允许接入功率，大部分厂家都是标称为额定功率的1.1倍到1.2倍，但有些厂家为了显示自己的超配能力，标称为额定功率的1.4倍，有的甚至到1.7倍。而用户根据这个技术参数去设计系统，结果在天气好的时候，如下图所示的逆变器限额运行，给用户造成发电量损失。由于逆变器只占光伏系统成本5%左右，靠组件超配而减少逆变器投资，不仅不划算，还会带来别的问题。要综合考虑光照条件因素，安装场地因素，组件因素和逆变器因素等等，科学设计，具体问题具体分析。

　　一、光伏组件技术规格书中的关键参数

　　1．功率

　　我们常说265Wp光伏组件。下表的“p”为peak的缩写，代表其峰值功率为265W。所有的技术规格书中都会标注“标准测试条件”的。“0~+5”代表是正公差，265W的组件功率范围在265W到270W之间为合格品，下图为常州天合的多晶光伏组件技术规格书一部分。

　　只有在标准测试条件（辐照度为1000W/m²，电池温度25℃）时，光伏组件的输出功率才是“标称功率”（265W），辐照度和温度变化时，功率肯定会变化。在非标准条件下，光伏组件的输出功率一般不是标称功率，如下图。

　　2.效率

　　理论上，尺寸、标称功率相同的组件，效率肯定是相同的。光伏组件是由电池片组成，一块光伏组件通常由60片（6×10）或72片（6×10）电池片组成，面积分别为1.638m²（0.992m×1.652m）和1.94m²（0.992m×1.956m）。

　　辐照度为1000W/m²时，1.638m²组件上接收的功率为1638W，当输出为265W时，效率为16.2%，280W时为17%。

　　3．电压与温度系数

　　电压分开路电压和MPPT电压，温度系数分电压温度系数和功率温度系数。在进行串并联方案设计时，要用开路电压、工作电压、温度系数、当地极端温度（最好是昼间）进行最大开路电压和MPPT电压范围的计算，与逆变器进行匹配。

　　二、组件的输出功率

　　组件的组件输出功率，不考虑逆变器等设备因素外，和太阳辐射度和温度有关。影响辐射度的因素有：

　　1.太阳高度角或纬度：太阳高度角越大，穿越大气的路径就越短，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强；太阳高度角越大，等量太阳辐射散布的面积越小，太阳辐射越强。例如，中午的太阳辐射强度比早晚的强。

　　2.海拔高度：海拔越高空气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强。例如，青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。

　　3.天气状况：晴天云少，对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射强。例如四川盆地多云雾阴雨天气，太阳辐射消弱，太阳辐射成为我国最低值区。

　　4.大气透明度：大气透明度高则对太阳辐射的削弱作用小，使到达地面的太阳辐射强。

　　5.大气污染的程度：污染重，则对太阳辐射消弱强，到达地面太阳辐射少，雾霾天气对光伏组件影响非常大，在河北保定等雾霾天气严重的地区，全年发电量要比理论少10%左右。

　　组件最大输出功率，不考虑逆变器等设备因素外，就是太阳辐照度和温度了。太阳辐射度极限值是太阳常数，值是1368W/m²，到达地球表面后，受到天气等各方面影响，最高值约1200W/m²，组件的功率温度系统约-0.39%/℃，组件温度下降，组件的功率会升高。一块250W的组件，在不考虑设备损耗的情况下，在我国阳光最好的地区，如宁夏北部、甘肃北部、新疆南部等地区，有可能最大输出功率能到300W。

　　三、逆变器和组件的配比

　　在配置逆变器时，要注意2个方面：

　　1.多个组件串联后的电压，是每块组件的的电压之和，工作电压在逆变器的额定工作电压左右，效率最高，单相220V逆变器，逆变器输入额定电压为380V，三相380V逆变器，逆变器输入额定电压为650V。

　　如3kW逆变器，配260W组件，工作电压30.5V，配12块工作电压366V，功率为3.12kW为最佳。30KW逆变器配260W组件，接126块组件，每一路21串，电压为640.5V，总功率为32.76kW为最佳。

　　2.组串后最高极限开路电压不超过逆变器的最高电压，如270W组件，开路电压是38.3V，开路电压温度系数是-0.32%/度，如果在-25度，24块串联，最后的开路电压V=38.3［1+（-25-25）*（-0.0032）］*24=1066V。

　　综上各种因素，系统功率在逆变器额定功率40-60%之间，效率最高，寿命最长。为了把逆变器性能发挥最佳，根据光照条件不同，组件和逆变器有不同的配比。

　　在一类光照地区，平均日照时间超过5小时，发电时间按每天10小时计算，建议组件和逆变器按1：1配置，平均功率为50%左右；

　　在二类光照地区，平均日照时间4小时，发电时间按每天9小时计算，建议组件和逆变器按1.1：1配置，（4*1.1）/9，平均功率为49%左右；

　　在三类平均日照时间3.5小时的光照地区，发电时间按每天8.5小时计算，建议组件和逆变器按1.2：1配置，（3.5*1.2）/8.5，平均功率为49.4%左右。在三类平均日照时间低于3小时的光照地区，发电时间按每天8小时计算，建议组件和逆变器按1.3：1配置，（3*1.3）/8，平均功率为48.75%左右。

　　山地电站朝向各异，分布式光伏屋面情况的复杂性、朝向各异，光伏组件不一定朝南，彩钢瓦屋顶倾斜角度不是最佳倾角。逆变器的配置可以根据具体情况灵活处理。