從效率和壽命來分析光伏組件和逆變器配比選擇

光伏組件容量和逆變器容量比，習(xí)慣稱為容配比。合理的容配比設(shè)計，需要結(jié)合具體項目的情況綜合考慮，主要影響因素包括輻照度、系統(tǒng)損耗、逆變器的效率、逆變器的壽命、逆變器的電壓范圍、組件安裝角度等方面，由于逆變器只占系統(tǒng)成本5%左右，在分布式光伏電站系統(tǒng)中，靠組件超配而減少逆變器數(shù)量或者功率，投資收益很少，還會帶來別的問題，具體分析如下。

1、不同區(qū)域輻照度不同

根據(jù)國家氣象局風(fēng)能太陽能評估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，將我國太陽能資源地區(qū)分為四類，不同區(qū)域輻照度差異較大。即使在同一資源地區(qū)，不同地方的全年輻射量也有較大差異。例如，同是I類資源區(qū)的西藏噶爾和青海格爾木，噶爾的全年輻射量為7998MJ/m2，比格爾木的6815MJ/m2高17%。意味著相同的系統(tǒng)配置，即相同的容配比下，噶爾地區(qū)的發(fā)電量比格爾木高17%。若要達(dá)到相同的發(fā)電量，可以通過改變?nèi)菖浔葋韺崿F(xiàn)。

2、系統(tǒng)損耗

光伏系統(tǒng)中，能量從太陽輻射到光伏組件，經(jīng)過直流電纜、匯流箱、直流配電到達(dá)逆變器，當(dāng)中各個環(huán)節(jié)都有損耗。如圖所示，直流側(cè)損耗通常在7-11%左右，逆變器損耗約1-2%，總損耗約為8-13%(此處所說的系統(tǒng)損耗不包括逆變器后面的變壓器及線路損耗部分)。

也就是說，在組件容量和逆變器容量相等的情況下，由于客觀存在的各種損耗，逆變器實際輸出最大容量只有逆變器額定容量的90%左右，即使在光照最好的時候，逆變器也沒有滿載工作。

3、逆變器效率

逆變器的效率并不是恒值，有功率開關(guān)器件損耗和磁性損耗，在低功率時，效率比較低，在40%到60%功率時，效率最高，超過60%時，效率逐漸降低。因此，要把光伏功率的總功率控制在逆變器功率的40%到60%之間，獲得最佳效率。

4、逆變器的壽命

光伏逆變器是電子產(chǎn)品，其可靠性和逆變器運行溫度有很大關(guān)系，其中電容、風(fēng)扇，繼電器等元器件溫度提高10℃，失效率可會提高50%以上。而運行溫度又和功率相關(guān)，據(jù)統(tǒng)計，逆變器長期工作在功率80-100%比功率40-60%，壽命要低20%左右。

5、逆變器的最佳工作電壓范圍

工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右，效率最高，單相220V逆變器，逆變器輸入額定電壓為360V，三相380V逆變器，逆變器輸入額定電壓為650V。如3kW逆變器，配260W組件，工作電壓30.5V，配12塊工作電壓366V，總功率為3.12kW為最佳。30KW逆變器配260W組件，接126塊組件，每一路21串，電壓為640.5V，總功率為32.76kW為最佳。

綜上各種因素，系統(tǒng)功率在逆變器額定功率40-60%之間，效率最高，壽命最長。為了把逆變器性能發(fā)揮最佳，根據(jù)光照條件不同，組件和逆變器有不同的配比。

在一類光照地區(qū)，平均日照時間超過5小時，發(fā)電時間按每天10小時計算，建議組件和逆變器按11配置，平均功率為50%左右;

在二類光照地區(qū)，平均日照時間4小時，發(fā)電時間按每天9小時計算，建議組件和逆變器按1.11配置，(4*1.1)/9，平均功率為49%左右;

在三類平均日照時間3.5小時的光照地區(qū)，發(fā)電時間按每天8.5小時計算，建議組件和逆變器按1.21配置，(3.5*1.2)/8.5，平均功率為49.4%左右。

在三類平均日照時間低于3小時的光照地區(qū)，發(fā)電時間按每天8小時計算，建議組件和逆變器按1.31配置，(3*1.3)/8，平均功率為48.75%左右。

山地電站朝向各異，分布式光伏屋面情況的復(fù)雜性、朝向各異，因此有光伏組件不朝南，彩鋼瓦屋頂傾斜角度不是最佳傾角的情況。逆變器的配置可以根據(jù)具體情況靈活處理。