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华为：浅析组串式和集中式逆变器可靠性
　　光伏电站产品的长期可靠性直接影响投资人收益，在长达25年的投资回报期内，提高发电效率、降低产品故障是永恒不变的主题。目前国内光伏电站质量长期可靠性隐患重重，其中逆变器可靠性更成为了大家关注的热点。　　2014年的慕尼黑的intersolar论坛上，资深的光伏从业人士Manfred Bachler（曾是全球最大的EPC厂商Phoenix solar的首席技术官）提出了用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案，给出的结论是5~6年可以收回改造的成本，主要的原因是因为集中式逆变器维护麻烦，可用性差，仅仅在可用度方面就比组串式逆变器差6%。　　近日，行业内对于组串式与集中式逆变器的故障率、可靠性众说纷纭。那么到底谁更可靠，谁更坚强？本文从以下几个角度详细分析，抛砖引玉。　　1.逆变器失效率：集中式高于组串式，是其3倍　　业界知名的组串式逆变器按照25年的系统可靠运行设计，采用IP65防护等级，实现内外部的环境隔离，使内部器件保持在无尘和稳定的运行环境中，大大降低了温度、风沙、湿气、盐雾等外部环境对器件寿命的影响，因此可靠性大大增强。同时系统无易损部件，无熔丝、无风扇等需定期更换器件，实现了系统免维护；整机故障率小于1%。　　而集中式方案一般采用常规的土建房或集装箱式机房，防护等级IP54，但因机房普遍采用直通风式散热方案，实际只能达到IP44或者更低，无法阻挡风沙、灰尘和腐蚀性气体进入逆变器。集中式逆变器防护等级只有IP20，内部电路器件容易暴露在恶劣的工作环境下。比如灰尘在逆变器内电路板、端子排等的累积会造成爬电距离减小，最终造成放电、起火等安全风险；湿尘在PCB或元器件间易形成漏电效应和腐蚀效应，造成信号的异常或高压拉弧打火，还有可能造成电网对PE的短路，引起逆变器异常关机或炸毁。同时逆变器风扇是易损件，平均使用寿命约为5年左右。业界集中式逆变器故障率一般超过3%，故障率是组串式逆变器的3倍以上。北方很多电站是在戈壁滩上建设，其实际是典型的盐碱地，灰尘中含大量的盐离子成分。在昼夜间歇工作模式下，发生腐蚀和漏电的概率比常规的电气设备大很多。　　另外从逆变器的辅助电源上比较，集中式辅助电源市场上的失效率一般是2~5%之间，其失效率高的主要原因也是直通风散热，灰尘，盐雾等会对可靠性有影响。而组串式逆变器辅助电源是自带的电路，在全密闭环境下工作，失效概率极低。　　从逆变器历史来看，SMA在1995年推出的第一款逆变器是组串式逆变器，过了7年，才在2002年推出第一款集中式逆变器。室外组串式逆变器已经经历了近20年的实际应用考验，在欧洲用于大型地面电站的历史比集中式逆变器更久，技术也更成熟。 600)makesmallpic(this,600,1800);' src="http://www.solarpwr.cn/upload_files/article/55/c1b6.jpg" border="0" title="QQ图片25.jpg" />& &图1& 逆变器机房的灰尘　　　　　　　　　图2& 逆变器设备内部的灰尘　　2.散热对可靠性的影响：集中式大于组串式　　组串式逆变器单个功耗数百瓦，可以实现自然散热设计，且可满足60℃环境温度下可靠运行，集中式逆变器，尤其是10尺集装箱方案，1MW的损耗高达30千瓦，相当于有30个1千瓦的电炉丝在10尺集装箱内部烘烤，单靠几个风扇是很难实现可靠散热的，极大增加了烧机的风险。　　据实际测量，西部地面电站，组串式逆变器挂在组件下面，开旷通风好，环境温度21℃时内部温度43.8℃，温升22.8℃，而集中式房内温度23℃，柜体内温度高达53℃，温升30℃。在炎热夏天，机房内温度超过50度是经常的事情，集中式逆变器柜体内温度更高更恶劣。而高温带来的将是器件寿命降低、降额甚至炸机隐患。　　西北风沙严重地区，逆变器房中积灰导致防尘网堵塞、散热器散热性能变差，大功耗器件温度急剧上升，引起温度告警，更严重会导致内部IGBT器件损坏，设备不断重启，甚至烧坏。今年上半年以来，几乎每个月都有因为散热问题，集中式方案出现炸机等严重事故。　　3.系统可用度及其对发电量的影响：集中式的损失是组串式的17倍　　欧洲应用的顶级组串式逆变器，其MTBF可以做到35万小时，年失效率均在1%以下，部份厂家可以做到低于0.5%，而集中式常规的MTBF一般只能做到5万到10万小时。　　集中式一般需要厂家的专业人员到场定位及维修，处理时间长，影响发电量；而组串式逆变器，可直接由现场运维人员进行更换处理，简单快捷，先保证发电，然后再对故障进行分析、维修。组串式任意一台逆变器失效时，其它逆变器可以保持工作，不影响其它的发电量。集中式方案中的任一环节系统设备一旦发生故障，可能整个方阵会停止工作，修复时间视现场定位和备件准备情况而定，一般至少为2-3天，有的长达1周，甚至一个月，对发电量的损失将远远超出对故障损失的预期值。　　以10MW电站为例，按平均每天峰值日照时数6小时计算，集中式方案平均每年发电量损失将达到7154KWH，而组串式只有420KWH，相比而言，集中式的损失是组串式的17倍。　　4.组串式维修成本远低于集中式　　集中式逆变器维护必须由专业维护人员进行，对技能要求高，即使是部件损坏，也需要专业运维人员到现场，对故障定位并更换，除部件更换费用外，人工费用，差旅费用都是高昂的维护成本。并且，集中式逆变器如果是整机完全损坏，更换极为麻烦，重型机械设备要入场，逆变器从机房移出非常困难.受软件和硬件匹配等的影响，集中式逆变器必须使用原厂家的备件，一旦厂家倒闭，未来维护将会被迫中断，业主也只有更换新的产品。而组串式的只需要直接整机更换，不需要专业维护人员，30分钟可以更换完毕。5年维保期内，免费替换，质保期外的故障的机器，可以借助现代物流平台，低成本返厂维修，仅需收取少量维修费用，维护成本远低于集中式大机方案。　　目前业界逆变器品牌良莠不齐，最近有人说组串式逆变器5年后需要大量更换的说法是以偏盖全。如果组串式逆变器在设计上没有突破，和集中式逆变器一样，也要风扇冷却和熔丝，防护等级较低，那5年后和集中式一样需要大量更换。但如果选择IP65，自然散热和无熔丝设计的品牌后，这些问题就不存在了。对于组串式逆变器的选择要充分考虑其品质。首选质量可靠，品质优越，能长期保障电站良好运营，并且有大规模应用的逆变器厂家。世界顶级的组串式逆变器，年失效率均在0.5%以下，远低于集中式方案。某些组串式品牌若干年后倒闭或不存在了，也可以重新更换一台其他品牌的组串式逆变器，更换成本较低，对系统整体发电量的影响甚微。　　综上所述，组串式逆变器相比集中式，无论是在故障率还是运维成本方面都更占优势，能保证电站长期可靠的运营。在过去10多年逆变器的发展过程中，欧洲的技术领先全球市场2-3年，是技术和市场的风向标，中国、美国和日本等市场，基本上是跟随欧洲的路线，同时吸收欧洲的经验和教训。现在以SMA为代表的技术厂家在美国和欧洲正在力推组串式方案。国内越来越多的光伏电站也正在采用组串式方案。可见，组串式正在成为光伏电站建设的主流方案。当然，在选择组串式设备的厂家时，我们也应该选择质量可靠、口碑好的产品，才能让我们的业主25年真正的放心无忧！
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按字母分类 ：SPI 2017：华为推出1500V组串式逆变器；韩华Q CELLS推出使用了半切PERC电池技术Q.PEAK DUO产品
(PV-Tech讯)日至13日，由美国太阳能电力协会、美国太阳能工业协会共同主办的美国国际太阳能展（Solar Power International 2017以下简称SPI展）在美国拉斯维加斯拉开帷幕，该展会已经成为全美乃至全球知名太阳能企业展示新技术、新产品以及新理念的平台，更是全球各国光伏企业开拓北美市场的前沿阵地。PV-Tech记者在展会现场为大家带来参展企业最新消息。
1、华为推出1500V组串式逆变器，适用公共事业规模项目
(PV-Tech讯)领先光伏逆变器制造商华为智能光伏解决方案日前在SPI展会上推出其最新款公共事业规模项目级太阳能逆变器SUN2000-95KTL-US。
华为推出1500V组串式逆变器
95 KTL 1500 VDC智能交互组串式产品据称可实现产业最高的功率重量比。95 KTL产品使用800V AC输出级以将AC损失降至最低。
为改善组串产品的灵活性，并且相对于传统组串或中央逆变器最大化提升产能，95 KTL产品中包括了6组最大功率点跟踪和12组直连组串输入。与华为其他逆变器产品相似，该产品使用了自然冷却技术，无需外部风速，因此无需清洗或更换过滤网，并且没有直流熔断器。
据公司表示，95 KTL产品在华为45 KTL组串产品逆变器的成功基础上开发，简化了安装过程，大幅降低了运维成本和逆变器更换储备。
2、韩华Q CELLS推出使用了半切PERC电池技术的Q.PEAK DUO产品
(PV-Tech讯)“硅基组件超级联盟”(SMSL)成员、PERC电池技术最大的制造商，韩华Q CELLS日前在今年的SPI展会上推出其Q.PEAK DUO系列新组件产品，该系列产品结合了半切电池技术、6栅线配置和公司旗下专利Q.ANTUM PERC技术。
因此，该系列单晶组件产品效率可逼近20%，120块半切电池组件产品的输出功率可高达330Wp，144块半切电池组件产品的输出功率可高达395Wp。
据介绍，该系列单晶组件产品效率可逼近20%，120块半切电池组件产品的输出功率可高达330Wp，144块半切电池组件产品的输出功率可高达395Wp。
“韩华Q CELLS将在晶硅太阳能组件产品在实际应用环境中的高端性能与可靠性领域内再次打造新标准。”韩华Q CELLS董事长兼首席执行官南晟宇(Seong Woo Nam)先生表示，“美国市场上的客户与投资商寻求的是从具有银行可贴现性的合作伙伴身上获得最高的产出与可靠性。”
3、锦浪旗下逆变器接受DNV GL PVEL严格测试
锦浪新能源日前在SPI展会上展出了旗下具有银行可贴现性、可靠性高的创新组串逆变器技术，该技术使用了公司旗下Solis品牌，针对北美地区的住宅、商业、工业和公共事业规模太阳能市场。
“锦浪Solis逆变器产品是首款经过了DNV GL PVEL第三方检测的逆变器产品。” 全球独立测试、认证与咨询公司DNV GL的总监Tara Doyle表示。
锦浪旗下Solis逆变器通过了DNV GL PVEL极为严格的第三方可靠性测试，其中包括湿热(DH1000)压力测试：将Solis逆变器产品曝露在85°C温度和85%相对湿度的恶劣环境中；湿冷冻测试(HF10)：将Solis逆变器产品曝露在高工作温度和高湿度环境中，并随后将其置于-40°C的环境中，循环10次；热循环测试(TC200)测试：将产品置于-40°C至85°C的热循环中，循环200次。
作者：Mark Osborne,senior editor,Solar Media
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