浅析组串式和集中式光伏逆变器的可靠性

来源:索比太阳能光伏网发布时间:2014-09-18 11:11:15
编者按: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。

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。


图1 逆变器机房的灰尘 图2 逆变器设备内部的灰尘

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。

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。


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!

责任编辑:carol
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
2.35元/W!600MW EPC总承包工程中标结果发布来源:索比光伏网 发布时间:2026-10-16 08:41:17

本文介绍了中新建石玛兵地融合2GW光伏基地项目(玛纳斯段)标段二600MWp EPC总承包工程的中标结果。该项目位于新疆昌吉州玛纳斯县北五岔镇,设计装机容量为490MW(交流侧)/600MWp(直流侧),规划建设一座220kV升压站及配套输变电设施,采用153个3.2MW子方阵单元,每个单元由10台320kW组串式逆变器与1台3200kVA箱变组成,实现直流到35kV交流的升压并网。厂用电采用双电源供电方案。湖南天禹设备安装有限公司联合中国电建集团江西省电力设计院有限公司以2.35元/W的单价中标,合同总价约14.1亿元。

光伏逆变器工业连接器:国产进口怎么选?认证耐候与选型定制要点来源:凌科电气 发布时间:2026-10-15 17:20:21

本文围绕光伏逆变器工业连接器的选型与国产化替代展开专业分析。文章指出,作为连接组串与逆变器的“电气咽喉”,该部件需在戈壁沙尘、海边盐雾、屋顶暴晒等严苛环境下持续运行二十年,其可靠性直接关系发电效率与电站长期收益。全文系统梳理了三大核心门槛:一是认证合规性,须覆盖CQC、UL、TÜV、CE及环保法规;二是耐候性能,要求IP68/IPX9K防护等级及温升、接触电阻、插拔寿命等实测指标;三是稳定交付能力,强调批次一致性与长期供货保障。文中对比五家主流国产厂商,重点剖析凌科电气在研发、认证、耐候设计、定制能力和数字化制造方面的全链路优势,并强调选型需匹配电流、防护、空间与环境等多维参数,定制应覆盖结构、材料与集成方案。最后指出,优质国产连接器可在保障质量前提下降低全生命周期成本,为光伏项目提供可靠替代路径。(199字)

大唐500MW光伏逆变器中标候选人公示来源:大唐电子商务平台 发布时间:2026-10-15 10:15:01

10月14日,大唐集团电子商务平台公示老挝纳磨500MW光伏发电项目逆变器中标候选人。该项目直流侧装机容量为630.37MW,需采购300kW及以上组串式逆变器。株洲变流技术国家工程研究中心有限公司以4195万元报价位列第一中标候选人,特变电工新疆新能源股份有限公司以4547.55万元报价居次。交货地点为老挝乌多姆赛省纳磨县项目现场,实行车板交货,由EPC承包商负责卸货,供应商予以配合。供货周期明确:卖方须在收到订货单或书面通知后30日内具备首批交货条件,并于订货单生效起3个月内完成全部逆变器交付。(199字)

福建漳州市:累计获批集中式光伏电站项目47个、总装机规模6423MW来源:漳州发改委 发布时间:2026-10-14 09:08:34

福建漳州市依托本地清洁能源资源禀赋,以建设能源枢纽为目标,系统推进光伏产业发展。文章围绕“资源开发、龙头招商、服务赋能”三大路径展开:一是统筹集中式与分布式光伏开发,已累计获批集中式光伏项目47个、总装机6423MW,其中12个并网投产(879MW),获批与投产规模均居全省首位;二是以旗滨光伏玻璃等龙头企业为牵引,精准招引逆变器、支架、储能等配套企业,构建覆盖制造、应用、出口的光伏先进制造集群,强化对国内及东南亚市场的供应链支撑;三是强化全周期服务,推动安泰新能源等企业贯通“资源—制造—应用”链条,促进产业向高附加值环节升级。下一步将持续补链、延链、强链,加快培育具有区域竞争力的光伏产业集群。

姚安县65MW光伏发电项目水土保持方案报告书拟审批公示来源:姚安县行政审批局 发布时间:2026-10-10 09:29:00

本文为姚安县行政审批局关于《大龙潭光伏发电项目水土保持方案报告书》的审批前公示。项目位于姚安县栋川镇大龙口村和白龙寺村,属新建65MW光伏发电工程,建设内容包括10个光伏大方阵、22个子方阵、249台组串式逆变器、130208块650Wp单晶硅双面组件及22台不同容量箱式变压器;配套建设35kV地埋电缆线路1.55公里、场内道路3.36公里,并占用土地54.65公顷(含永久占地3.56公顷、临时占地51.09公顷)。项目主要占地类型为林地与草地。公示期为2026年9月30日至10月12日,旨在依据相关法律法规征求公众意见。

上市公司总经理解除留置来源:摩尔光伏 发布时间:2026-10-09 08:29:00

三安光电于10月7日公告,公司副董事长兼总经理林科闯已于10月5日被监察机关解除留置措施,目前已恢复正常履职,公司生产经营保持稳定。此前,公司实际控制人林秀成(自2017年7月起未在公司任职)因涉嫌职务侵占、挪用资金罪于9月24日被公安机关刑事拘留,公司明确该事项与公司无关联,不影响正常运营。作为全球领先的化合物半导体企业,三安光电聚焦LED、微波射频、电力电子和光技术四大业务,其砷化镓太阳能电池片、射频芯片及碳化硅电力电子芯片已应用于商用航天卫星电源等领域,技术达国际领先水平,海外客户销售额超过国内。公司拥有4700多项发明专利及多项国家级科技荣誉,持续以自主创新构建化合物半导体全产业链生态。(199字)

贵州下达143万千瓦风光项目年度建设计划来源:贵州省能源局 发布时间:2026-10-08 09:24:08

贵州省能源局于9月29日下达2026年度风电光伏发电项目建设计划,共涉及20个项目、总装机容量143万千瓦。其中,光伏项目1个(纳雍县寨乐苗箐光伏电站),装机10万千瓦;风电项目19个,合计133万千瓦。通知明确项目核准与备案时限:所有风电项目须在2028年3月29日前完成核准,光伏项目须在2027年9月29日前完成备案;逾期未完成的,将取消其建设计划指标。文件要求毕节市、黔东南州能源主管部门及有关企业加快前期工作,严格按期推进核准(备案)和建设实施,以落实国家及省级新能源发展政策。(199字)

阳光电源位列全球工商业光储一体化系统品牌排名第一来源:阳光电源 发布时间:2026-09-29 10:41:41

本文系统阐述阳光电源在工商业光储一体化系统领域的全球领先地位。文章指出,在“双碳”目标与电力市场化改革推动下,该系统已成为企业降本、保供、减碳的刚性需求,具备峰谷套利、提升光伏自消纳率、优化需量管理、保障供电连续性及创造碳资产等五大核心价值。阳光电源凭借Wood Mackenzie 2026年全球储能集成商综合排名第一、2025年中国工商业储能全球出货量第一等权威排名,印证其行业领跑地位;依托光伏逆变器与储能变流器全栈自研能力,首创工商业构网技术与智能液冷温控方案,实现光储深度协同与高效率运行;通过东莞冠杰、广州欧派等国内案例及南非、菲律宾、荷兰等海外项目,验证方案在多元场景下的成熟性与适应性;叠加BloombergNEF可融资性100%评级、43GWh年度发货量及全球化服务网络,全面支撑其长期可靠交付能力。(199字)

华为智能光伏506KTL组串式逆变器获全球首张500kW等级VDE 4110/4120/4130证书来源:凤凰网 发布时间:2026-09-22 10:49:30

华为SUN2000-506KTL-H1智能组串式逆变器近日获全球首张覆盖VDE-AR-N 4110(中压)、4120(高压)和4130(超高压)全套德国并网标准的权威认证,成为500kW等级中首个通过全电压等级认证的逆变器。该认证表明其全面满足德国输配电网对故障穿越、动态响应、系统协同等严苛技术要求。产品搭载创新构网技术,具备惯量响应、暂态过电压抑制、宽频振荡抑制及夜间无功自恢复等功能,并已通过TÜV SÜD颁发的FNN Grid Forming(GFM)构网认证。此外,其最高转换效率达99.1%,欧洲效率98.8%,兼具高能效与系统级成本优化能力,曾获Intersolar Europe“Smarter E Award”国际大奖,助力欧洲新能源实现高质量、高可靠并网与低碳转型。(199字)

大型光伏逆变器工厂投产,设计产能可达60GW来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-22 08:46:59

德国SMA太阳能技术公司在尼斯特塔尔建成投产一座大型光伏逆变器工厂(吉瓦工厂),总投资约8000万欧元,占地4.6万平方米。该厂主要生产新一代集中式逆变器、储能系统及大型公用事业级能源管理设备,是SMA布局公用事业光伏市场的战略核心。虽未公布当前实际年产能,但设计满负荷产能可达60GW;相较2023年规划的20GW初始目标,投产后公司整体制造产能已提升至40GW。工厂建设兼顾产能扩展与本土化发展,旨在增强欧洲光伏关键设备的自主制造能力,并支撑未来能源转型所需的工业基础。

意大利一光伏逆变器企业宣布复产来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-20 08:50:36

意大利可再生能源开发商LEA Renergy于2026年通过司法拍卖,以约600万欧元收购已进入清算程序的光伏逆变器企业Enertronica Santerno的核心资产,并计划重启其位于博洛尼亚附近卡斯泰尔圭尔福的工厂。Santerno成立于上世纪70年代,深耕电力电子领域逾50年,业务涵盖工业自动化与光伏逆变器,在巴西、智利、西班牙、南非等地设有分支机构,全球累计装机达6.8GW。该企业曾于2016年由Enertronica控股整合,后因财务困境于2025年10月启动司法清算。本次收购资金来源于债券发行,暂不依赖新增银行贷款;LEA Renergy将积极申请意欧本土制造扶持政策,旨在恢复产能、重塑Santerno品牌在行业中的地位。(199字)