光伏技术叕“超预期”发展,Bigger than Bigger成为2020的主旋律,“无热斑”、“消除电流失配”、“高容配比”等需求使得智能光伏的重要性也越来越凸显。SLM6120智能光伏解决方案集成了优化、限压长串、无热斑、安全关断、数据采集监控等功能。
一、最安全 - “无热斑”
伴随着182|210产品的发力,大电流带来的“热斑问题”更加凸显,轻则影响发电量,重则引起组件损坏,甚至引燃易燃物造成火灾。
图1 遮挡下无温升“无热斑”功能
当单片电池片被遮挡时,作为基准参照,使用158规格电池片的380W常规组件,被遮挡处的温度会从45℃飙升到102℃,据报道182|210电池对应的光伏组件,其热斑温度可达180℃甚至更高,此时遮盖物若是树叶或枯草等易燃物,不仅影响发电量、因热损坏组件,还会引起火灾。
图2 经受“热斑”后的组件图片
而使用数明智能光伏方案,相同条件下,组件被遮挡电池片处的温度仅从45℃微升到48℃。此功能可将组件升级为具有主动安全预防功能的产品,更安全、更可靠。那么,”无热斑”功能如何实现呢?
智能组件每个发电子串,均以“最舒适”的状态将能量输入智能PCB板;通过PCB板升流降压后输出能量传递至总线,串接传输到逆变器。所以被遮挡电池片不会承受到大功率迫使其大幅度升温。
图3 智能组件无热斑功能示意图
而常规组件中电池片被遮挡时,大电流经被遮挡处,迫使其发热;最终引起Bypass Diode导通后的双通路平衡。所以常规组件局部被遮挡时,会有高温热斑情况发生。
图4 常规组件热斑时表现
二、最大发电量 - “挽回发电量损失”
常规组件被遮挡时,不仅被遮挡子串的发电能力大幅降低,由于电流失配,也会拖累到此组件其它两个子串以及串接的其它组件的发电能力。这种电流失配会在电站中因被遮挡、组件朝向不同、积灰积雪、组件衰减后电流不一致等现象而普遍存在。
图5 挽回发电量损失 | 更高发电量
SLM6120方案支持市面上各种类型的光伏组件,覆盖600W功率的组件,最大输入电流15A、最大输入电压70V。可应用于182和210电池片对应的组件。
下方组图展示的是6片优化组件同6片常规组件做发电对比的实证项目,使用的均为380W切半双面组件,分别接入到两台GW3600DNS逆变器中,在完全相同的场景设置中进行发电量对比。
在完全无遮挡情况下进行的实证,组件全新、朝向相同,在无电流失配情形下,优化组件没有发电量损失。
在无遮挡情况下,另外四天的每日电压电流情况对照图如下:
点状遮挡情况下,优化组件较常规组件有2.5%的发电量优势。点状遮挡相当于一片落叶或一滴“天使”遮挡在组件表面,属于电站中十分常见的现象。
条状遮挡①情况是将六片组件底部遮挡,遮挡宽度为切半电池尺寸。遮挡前后有明显的电流电压的变化,绿色线代表是优化组件的串电压和电流,灰色线则是常规组件的串电压和电流。
15:30被遮挡后,常规组件电流急降为原来的一半,而优化组件通过“升流降压”方式,将被遮挡组件的输出电流调整为与其它组件一致,仅降低约30V的串电压值,从而挽回了发电量损失。
图6 挽回发电量损失 | 实证对比组图
在此实验场景的遮挡情况下,智能优化方案可达成2%~15%的发电量损失挽回;在分布式电站、山地电站、水面电站、跟踪支架系统、双面发电组件应用中,智能优化方案对于“挽回发电量损失带来的系统发电量增加”都会有十分优异的表现。
三、最长串接数量 - “限压长串”
规划每串可串接组件数量时,要考虑到Voc、当地冬季最低温度以及系统电压。而组件工作期间(以72C板型组件为例),实际上Vmp(约32V~38V)是不会落在Voc附近区域的。所以数明设计了组件限压点Vclamp,使得即使开路情况下出现的最大电压值也仅为Vmp×(1+X),例如对于72板型设定Vclamp=40V,即可在1100V系统情景下实现27片的组件串接,比常规组件串接的20片组件数量高出35%,既降低了系统的初始投资,也提升了系统效率,还满足了“高容配比”的需求。
图7 限压长串功能 | 每串可串接更多组件
数明智能光伏SLM6120方案 | 三宗“最”
· 最安全 - “无热斑”
· 最大发电量 - “挽回发电量损失”
· 最长串接数量 - “限压长串”
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