从连接器的视角,看组件功率提升对业主的影响
责任编辑:liliuyan 作者:史陶比尔 2020/3/11 11:49:08 浏览:1781 解读

随着电池技术与组件封装技术的进步,光伏组件的功率变得越来越高,400Wp+组件方兴未艾,500Wp组件已经走向市场。这背后的内在逻辑仍是行业内对于低度电成本(LCOE)的追求,度电成本用来比较光伏发电与其他发电形式(尤其是火电)的成本,并决定了一个电站的长期盈利能力。高功率组件能够降低BOS(系统平衡部件)成本,进而推动LCOE的下降,在即将到来的平价上网时代有着广阔的应用空间。


连接器是光伏组件的一种辅材,是电站直流侧连接的关键零部件。从连接器的视角,如何看待组件功率提升对电站业主的影响?

 

电流增大


即使是500Wp组件,它的系统电压仍将以1500V为主,因此对于零部件的影响主要体现在电流方面。下表统计的是5家主流组件厂商26款组件的Imp(A)情况,数据均来自厂商官网。可以看出,此前组件最大功率点的工作电流(STC环境下)大约为8.44A,但是现在这个值已经来到9.3~11A区间。当然,也有企业将500Wp组件电流做到17A左右,这就涉及大电流与降低系统损耗之间权衡的问题。


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组件电流涉及很多载流零部件,如光伏接线盒、光伏连接器和电缆等。总体来说,正常情况下,当前的电流提升对于零部件的影响较小,影响相对较大的是接线盒及其内部的二极管。解决散热是最重要的问题,如果组件电流达到17A,则相应的接线盒电流需要在20A以上。光伏连接器的载流能力一般在30~40A左右,组件功率提升对其几乎没有影响。以史陶比尔MC4-Evo2为例,搭配4mm2光伏电缆时,它的额定电流能够达到45A,不仅满足单个组件的通流要求,最大可满足3个组串的汇流需求。


当然,电站设计人员通常会根据组件电流来推算在短路情况下,连接器等零部件所能承受的最大电流,如果组件电流达到15A左右的话,一些标称30A的连接器是无法满足要求的。

 

光伏连接器的用量


在一个光伏电站中,光伏连接器广泛应用于组件、逆变器和工程现场等场景。随着组件功率的提升,光伏连接器的用量也随之减少。以一个典型的1MW光伏电站为例,系统采用400Wp组件和80kW组串式逆变器(12路),设计为12个方阵,每个方阵为18个组串,那么我们就能够计算出所需连接器数量约在2952套,比此前300Wp组件时大约减少600套左右。这也即意味着电站业主先期设备投资成本的下降。



业主收益


光伏连接器的技术风险体现在质量、应用、安全以及运维等各个方面,它们都会在某种程度上影响电站业主的收益。通常,我们可以通过两个视角来审视连接器与电站收益的关系。

 

连接器失效vs电站收益


欧盟Horizon 2020计划资助的光伏可融资能力项目(Solar Bankability Project)旨在根据现有研究和搜集到的光伏电站实际失效数据,建立专业的风险评估方法。该项目风险分析倾向于评估技术风险产生的经济影响,以及其如何影响商业模式和度电成本。CPN(cost priority number)是用来衡量经济影响的一个系数,单位是€/kWp/year,它对应于经典FMEA模型中的RPN(risk priority number),是一种从成本角度看待风险的方法,在将风险排序的同时,也给出了风险对应的经济损失。在光伏电站Top20技术失效风险中,连接器损坏或烧毁所造成的损失排在第2位。


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接触电阻vs发电量


另外,我们还可以从接触电阻的角度来衡量连接器对发电量的影响。接触电阻的高低,意味着电量损耗的多少。如前所述,组件功率的提升,使得光伏连接器的用量减少,也即意味着总的接触电阻变小。但是,伴随着功率提升带来的组件电流增大,发电量的损失整体上却变多了一些。我们以史陶比尔MC4-Evo2和“类MC4“为例,来看一下这种变化,具体如下面所示。

 

○组件功率为300Wp时


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○组件功率为400Wp时


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当然,从上表也可看出,使用高质量的光伏连接器能够明显减少发电量损失。高功率组件时代,1MW电站在运行的头一年,史陶比尔MC4-Evo2可以为业主多发(少损失)的电量为1202kWh,相当于系统效率提高了0.8‰;理论上,一个典型的50MW电站,25年运营期内,史陶比尔MC4-Evo2可为业主多发的电量约为150万kWh。同时需要指出的是,光伏连接器的接触电阻必须低且长期稳定,持续升高的接触电阻会大幅提升电站的安全风险,降低其运行效率,增加后期的运维成本。

 

综上所述,组件功率越来越高,对于零部件的影响主要体现在电流和用量方面。史陶比尔光伏连接器完全能够满足目前组件的电流需求,同时可以降低损耗,为电站业主带来更多收益。


自1996年以来,史陶比尔对细节的关注使我们在光伏行业备受客户信任,成为其可靠产品供应商和获得融资的得力伙伴。客户也因此保持光伏电站高效和安全运行。选择史陶比尔,您将受益于我们专业的经验、广泛的技术支持和高质量的产品服务,进而实现低的度电成本。截至目前,史陶比尔光伏连接器已成功连接超280GW光伏系统。

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