组串式逆变器、微型逆变器还是优化器:实用对比
从遮挡、多坡面屋顶、监控、成本和扩容几方面比较三种转换方案,还能在计算器里直观看到差别。
三种架构,一个问题
每个光伏系统都要把组件的直流电变成交流电。问题在于这件事在哪里做:由一台逆变器负责整个组串,结构最简单,在每块组件上加电子设备,还是在每块组件背后装一个小逆变器。三种做法没有绝对的好坏,只是各自适合不同的屋顶、预算和使用习惯。
组串式逆变器
一台逆变器负责整个组串
- 组串
- 逆变器
- 配电箱
- 成本最低
- 屋顶上的部件少
- 只需维护一台设备
优化器
每块组件上加直流电子设备
- 组件 + 优化器
- 逆变器
- 配电箱
- 每块组件可以在自己的最佳点工作
- 可逐块监控
- 仍然有一台集中式逆变器
微型逆变器
每块组件就地转换成交流
- 组件 + 微型逆变器
- 配电箱
- 屋顶上没有高压直流
- 可以逐块组件扩容
- 一块组件出故障不会拖累其他组件
遮挡和屋顶形状带来的变化
在普通组串中,所有组件共用同一股电流,最弱的一块会把其他组件拉低。优化器和微型逆变器把每块组件当作独立个体处理,所以在有局部遮挡或屋顶有多个朝向时可以减少损失;效果取决于遮挡情况和系统架构。旁路二极管和相关数字见关于遮挡的文章。
- 1遮挡很少或只涉及少数组件
带旁路的普通组串通常就够了。按屋顶坡面把组串分开会有帮助。
- 2遮挡频繁或涉及很多组件
优化器或微型逆变器可以找回普通组串会损失的一部分能量。
- 3多个坡面和朝向
带多路MPPT输入的逆变器能解决很多情况。坡面又多又小时,微型逆变器更灵活。
比较遮挡造成的损失
一个由10块组件组成的组串,其中一些被遮挡:在这个简化模型里,看看普通组串损失多少,以及给每块组件加电子设备能找回多少。可以把被遮挡的数量和遮挡程度分别拖动,看差距如何变化。
实用对比
| 组串式 | 优化器 | 微型逆变器 | |
|---|---|---|---|
| 初期成本 | 最低 | 中等 | 最高 |
| 局部遮挡 | 损失更大 | 损失更小 | 损失更小 |
| 多个朝向 | 需要独立的MPPT | 可解决 | 可解决 |
| 逐块监控 | 仅到组串 | 可以 | 可以 |
| 屋顶上的部件 | 只有组件 | 每块多一个 | 每块多一个 |
| 日后扩容 | 受逆变器限制 | 受逆变器限制 | 逐块扩容 |
如何决定
- 有无法避免的局部遮挡吗?是 → 优化器或微型逆变器能找回一部分损失的能量
- 屋顶有很多坡面,朝向各不相同吗?是 → 微型逆变器,或带多路MPPT的逆变器每一组按自己的节奏工作
- 打算一点一点扩容系统吗?是 → 微型逆变器每块新增组件都是独立的
- 组串式逆变器屋顶开阔且均匀时,简单、便宜又够用,也是大多数家庭的起点
使用Editor Solar绘制系统图
下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。
动手试试: 在图上标出哪些组件会被遮挡,并画出一个使用微型逆变器的替代方案:把它们的交流输出接到合适的交流回路,并把组串式逆变器从这条路径中去掉。比较两种架构,记下各自需要的保护。
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