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户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)

核心提示:国内分布式新增并网占比从2015年的9%到2017年的36%,新增分布式装机量从2015年1.39GW到2017年的19.44GW,三年近14倍的增长,其中户用装机从2015年2万套到2017年的逾50万套,三年超25倍爆发式增长,分布式光伏市场既是蓝海,又是充满挑战的红海。
   国内分布式新增并网占比从2015年的9%到2017年的36%,新增分布式装机量从2015年1.39GW到2017年的19.44GW,三年近14倍的增长,其中户用装机从2015年2万套到2017年的逾50万套,三年超25倍爆发式增长,分布式光伏市场既是蓝海,又是充满挑战的红海。
  
  随着国家明确光伏发电补贴执行退坡机制,如何确保投资商电站收益率和业主收益率,户用光伏系统装机容量在条件允许范围内越来越大的趋势逐渐明显。
  
  相关政策规定:单相并网电站一般不超过8kW,否则需要采用三相并网。且国内某些农村地区不具备三相电使用权,在项目审批时候只能选择单相(三相电必须要缴纳上万元的建设费用)。
  
  在安装8kW电站时,有些厂家推荐客户采用5kW+3kW或4kW+4kW两台逆变器的方案。本文从建造成本、发电效益、系统损耗、监控运维等各方面来进行综合对比,为什么8kW单相逆变器会成为户用光伏系统的首选。
  
  首先以5kW+3kW逆变器设计的光伏系统和单台8kW逆变器设计的光伏系统进行对比
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图12台VS1台
  
  系统选用的300Wp组件技术参数如下:
 
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  图2300W组件参数
  
  传统做法:5kW+3kW模式,需要两台逆变器,其中3kW的机器接一串共10块组件,5kW的机器接两串,每串接10块组件。
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图33kW+5kW逆变器的系统设计原理图
  
  锦浪8kW解决方案:采用锦浪8kW单相GCI-1P8K-4G,有3路MPPT,30块组件分3串接入逆变器:
  
  MPPT1:10块一串,1串接入
  
  MPPT2:10块一串,1串接入
  
  MPPT3:10块一串,1串接入
 
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  图4单台8kW逆变器的系统设计原理图
  
  锦浪8kW单相GCI-1P8K-4G电气参数:
  
  表1GCI-1P8K-4G电气参数表
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  优势一单台8kW安装更简单,更美观
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图5系统安装流程比较图
  
  由上图可知:采用单台8kW逆变器配置的系统,安装过程更为简单,快捷。
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
 
  不难看出:采用单台8kW逆变器配置的系统,安装空间更小!PVC管和交流线缆更省!整体更美观!
  
  优势二单台8kW建造成本更低
  
  如下成本核算对比表:一套8kW系统如果采用5kW+3kW或者4kW+4kW的模式逆变器,系统建造成本估算在57400左右,而采用单台GCI-1P8K-4G单相逆变器,系统建造成本估算在56635左右。一套系统大约可以节省750元的成本。
  
  表2建造成本比较表
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  >>>>注:上述设备价格为参考价格,实际购买中按照所选品牌和规格的不同会有部分出入,且未包含人工和其它成本。
  
  表3监控成本比较表
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  >>>>在监控成本上,单台8kW逆变器使用一个监控棒,一份流量套餐。因此整体监控成本是使用3kW+5kW逆变器的一半。总之,单台8kW逆变器的建造成本至少节省750元,25年总监控成本要节省1650元。
  
  优势三单台8kW的系统发电效益更高
  
  01发电量估算
 
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  图6浙江地区日照时数表
  
  装机容量9kW,PR=80%,浙江地区的光照按照全年每天3.6小时计算,(参照——全国各省峰值日照时数),全年发电估计时间为1326小时,预估该项目首年发电量10512度。首年衰减为2.5%,25年末最低功率为80%。
  
  表4系统发电评估表
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  >>>注:10年累计发电量9.9万度电,25年累计发电量超过23万度电。
  
  02系统损耗对比
 
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  图6系统结构对比图
  
  如上图两种配置系统结构,两者直流端接线相同,交流侧3kW+5kW逆变器比单台8kW逆变器多一路交流配线。若交流侧按照1%的损耗来计算,则系统损耗情况如下表所示
 
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  表5不同逆变器光伏系统的配置表比较
  
  由上述配置知:采用3kW+5kW逆变器所配置的光伏系统,系统损耗为2%,采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统,其系统损耗为1%。25年发电量损失为237639.3X1%=2376.393度电(表4,发电量估计),若考虑到不同逆变器的转换效率和系统故障率,采用单台8kW逆变器配置的系统25年可多发近2800度电,因此采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统发电效率更高。
  
  结合优势二、优势三:8kW光伏系统采用单台8kW逆变器设计,25年额外收益为:
  
  W=建造成本收益+监控成本收益+额外发电收益=750+1650+2800*0.8(每度电按0.8元计算)=4640元
  
  对于投资商和安装商来说,这样的户用型电站无论是容量上还是数量上都更大,因此对比收益也就更大。假设是100户单台8kW逆变器设计的系统,25年额外收益至少46万元。
  
  优势四单台8kW监控运维更方便
  
  使用2台逆变器,很多非专业用户不了解发电数据如何相加,也就不知道具体的发电量到底是多少,当然监控商可以将两台逆变器发电上报数据整合到一个页面上,但对于各逆变器的直流输入电压、电流;交流输出电压、电流;系统故障预警等信息则需要分别在两个不同的页面上进行观看,这样在后期难以进行系统维护、信息统计和故障分析。
  
  使用一台GCI-1P8K-4G逆变器的话,各个数据都能在一个页面上显示,清晰易懂。
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图7监控优势比较图
  
  优势五单台8kW的系统可靠性更高
  
  8kW的光伏系统若采用两台逆变器,则组件、直流线缆、逆变器、交流线缆组成两个独立的系统,并通过后面配电箱汇总并入电网。因此在系统故障分析时要看成两个独立的系统。
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图8采用3kW+5kW逆变器所配置的光伏系统图
 
  户用电站如何应用8kW单相逆变器使用户收益最大化(附收益对比明细)
  图9采用一台8kW逆变器所配置的光伏系统图
  
  由上图可知,采用3kW+5kW逆变器的光伏系统,当某一个分支光伏系统发生故障时,会影响到整个光伏系统的稳定性。例如,如果其中一个系统产生漏电流故障,则系统漏电流保护器动作,会使两个分支光伏系统均断开电网;或者某一个系统产生输入过压故障,则系统微型断路器动作,也会使整个光伏系统断开电网。从而影响正常系统的可靠运行。
  
  因此,采用单台8kW逆变器设计的光伏系统的可靠性比采用3kW+5kW逆变器设计的光伏系统高1倍。
  
  结论
  
  在安装8kW系统时,使用一台8kW单相逆变器相比传统方法的5kW+3kW或4kW+4kW模式,在前期建造成本,后期收益、监控运维,以及发电量收益上,有着很大的优势。

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