美国人民都在用的技术——精确控制你的每块光伏板

来源:坎德拉发布时间:2017-10-25 15:10:45

分布式光伏系统组件级的产品技术应用分析(MLPE)

前言:在今年上海SNEC展会上,组件级电力电子技术及产品(MLPE)出现在多家逆变器品牌的展位上。实际上,绝大多数主流组件厂(晶科、天合、阿特斯、晶澳、尚德等等)早就关注并且都推出过与组件级电力电子技术结合的配套产品:智能组件(Smart module)或者交流组件(AC module)。而组件级电力电子技术与逆变器厂商联合亮相,再一次吸引了业内目光。

什么是组件级电力电子?

组件级电力电子,字面意思即为组件级别的电子设备。该技术包含电力电子、半导体器件、通讯、云计算及高可靠制造等多个方面。 目前现有产品系列包括微型逆变器、优化器、关断器(RSD)等等。


图1.逆变器技术发展图

组件级电力电子市场


图2.MLPE市场体量(来源:IHS报告)

目前全球市场体量在2016年为3GW左右,截止到2020年将会接近10GW。截止到2020年,微型逆变器系列的主流产品交流组件和独立微逆将会平分秋色;而优化器系列产品将出现三足鼎立的局面,分别是优化器结合常规逆变器、优化器结合简化版逆变器及智能组件。

组件及电力电子应用优势

一、安全

先引入一个概念:直流高压。光伏系统采用组串/集中式逆变器,每一串由几块甚至几十块太阳能组件串联而成,系统中即存在600V-1000V的直流高压,而直流高压是导致直流拉弧的直接原因。根据相关数据显示,直流拉弧占光伏火灾起因的52%。


图3.单串中存在600-1000V的直流高压

各国安规

美国:防火协会修改国家电气规范(2014 NEC ARTICLE 690 DRAFT):“住宅用光伏发电系统中,在紧急情况发生时,光伏系统交流并网端断开后,直流端电压最大不能超过80伏;

德国:率先执行VDE防火安全标准,明确规定在光伏系统中逆变器与组件之间需要增加一个直流电切断装置。此外,德国保险公司也有明确规定,对于消防员在灭火过程中由于光伏电站带电造成的人身伤害不予赔付;

意大利:消防员在建筑物带电的情况下,是不可以进行灭火工作的;

澳大利亚:根据OVE R11-1: 2013规范,在组件附近必须有断路装置;

在国内,目前暂无光伏安全规范对光伏系统中的直流高压进行明确的规定。逆变器厂商也试图通过引入“电弧检测功能”来保证系统安全性,然而该装置并不能裂解直流高压(组件级别),无法实现组件级别的关断,依然会在灭火时对消防员人身安全造成伤害。


微型逆变器技术采用全并联电路设计,组件之间不再有电压叠加,直流电压小于60伏(不高于组件最高输出直流电压),彻底解决了由于高压直流拉弧引起火灾的风险,同时也解决了当房屋起火时,因光伏电站而阻碍了施救的问题。


图4.微逆系统中单串组件电压不超过60V

优化器系统/断路器(RSD)虽然不能直接解决直流高压问题,但在发生火灾之后能够关断每块组件的直流输出,不会威胁到消防员的人身安全。当逆变器与电网断开时,交流端输出为0V时,优化器/断路器会自动切断连接,实现组件级别的关断,真正意义上的裂解了组件串联形成的直流高压。

二、优化系统效率


图5.传统逆变器系统VS组件级电力电子系统

传统逆变器系统中存在的“短板效应”是造成功率输出损失的主要原因。从生产过程中产生的组件间失配(mismatch)、安装及后期维护过程中的损坏、使用过程中的阴影遮挡、污渍(动物排泄物、落叶、灰尘等等),及系统后期由于衰减程度不同,这些原因都将造成组件间的失配问题。而组件级电力电子从技术到应用上解决了光伏电站整个生命周期的组件间不匹配的问题。通过采用组件电力电子技术最大程度上保证组件输出功率,保证系统效率。通过测试及长期的数据收集,在相同条件下,组件级电力电子系统相较于传统逆变器系统,发电量可增加5-25%。

三、组件级智能监控

组件级电力电子是目前技术可以企及的最小单位范围内的监控系统。一方面是日常系统运维需求,组件可以在线上平台进行远程集中管理、故障远程诊断,线下团队的维护、检修。组件级电力电子实现真正意义上的O2O运维。


图6.组件级监控界面展示

另一方面是建筑智能化能源管理需求,在未来在统一平台上完成负载/发电量/供暖/供冷/热水等监控是发展趋势,组件级智能监控可以直接融入成为能源管理系统一部分。


图7.建筑智能化能源管理需求

四、着眼未来 进一步提升系统效率

由于国内光伏市场发展,光伏组件技术相对瓶颈,各大组件厂纷纷推出叠片、半片、黑硅、N型、双玻双面、多珊等多款新型组件,希望能够占领技术制高点。其中双玻双面组件(中来、英利、晶科、中盛光电等等)是相对成熟的技术,据相关数据显示,双面组件发电效率高于单面组件(最高可超过30%),整个周期的发电量增加,固定建筑安装投资/运维成本降低,电力成本下降。然而,双面组件的背面发电量不确定因素太大,组件间失配很严重,配合组件级电力电子技术是理想的解决方案。


图 8.户用系统(采用微型逆变器)及商用系统(采用智能优化器)

组件级电力电子技术在安全、优化系统效率、智能监控及创新技术方面优势显著,是分布式,特别是建筑光伏的最佳解决方案,必将成为未来5年内的一大行业亮点!


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201710/25/119855.html
责任编辑:suna
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
从“扫街”到“造脑”:数字技术如何重塑福建的山海画卷?来源:索比光伏网 发布时间:2026-04-27 16:24:11

第九届数字中国建设峰会召开在即,由工信部新闻宣传中心联合福建省通信管理局组织“山海福建 向新前行”媒体调研行活动于4月22日至25日在福建举行。全国30余家主流媒体走进厦门、漳州、福州、南平等地,实地调研福建数字基础设施建设情况,以及数字技术如何赋能城市治理、海洋、科研、交通、制造、生态保护等领域。四天时间里,调研团一路走一路看:数字技术给这座山海之省带来了什么?

关于征集光伏行业关键核心技术专利竞争态势瞭望研究需求与建议的通知来源:中国知识产权研究会 发布时间:2026-04-26 16:47:42

为充分响应行业共性问题和诉求,促使研究成果紧扣创新主体的实际需求,现面向钙钛矿太阳能电池、光储融合产业链相关企业、高校、科研院所公开征集研究需求及诉求建议。具体事项通知如下:一、研究目标本研究旨在深度研判钙钛矿太阳能电池与光储融合技术的全球专利技术竞争格局,系统分析两个领域专利相关的关键问题,为行业创新主体战略决策与相关政策制定提供高质量研究支撑,研究形成的部分成果将公开发布。

2026技术先进的高压工商业光伏安装商选型指南出炉!来源:阳光新能源 发布时间:2026-04-14 09:22:12

因此,寻找技术先进的安装商,本质上是为企业未来的稳定收益和安全生产寻找一份可靠的保障。阳光新能源凭借其“国家高新技术企业”与“专精特新冠军企业”的技术底蕴、独创的三大核心技术、全流程数字化服务体系以及覆盖各行业的头部企业案例,无疑是技术先进的高压工商业光伏安装商推荐榜单中的领跑者之一。

晶科能源申请一种光伏组件专利,有利于提升光伏组件的效率来源:晶科能源 发布时间:2026-04-13 09:06:44

国家知识产权局信息显示,晶科能源股份有限公司;浙江晶科能源有限公司申请一项名为“一种光伏组件”的专利,公开号CN121843256A,申请日期为2024年8月。专利摘要显示,本申请涉及一种光伏组件,光伏组件包括电池串、汇流条和至少一条用于连接汇流条和电池串的电池片的焊带。通过这样的设计可以将汇流条设置在电池片的背侧,减少汇流条在光伏组件的长度方向所占用的空间,从而有利于提升电池片的面积占比,进而有利于提升光伏组件的效率。

协合运维胥佳:新能源运营与技术融合,需先破组织思维的局来源:协合运维 发布时间:2026-04-13 08:54:11

在新能源行业高速增长、电价市场化深化的双重背景下,市场对新能源运营的需求持续攀升,技术本应成为其提效的最强抓手,可不少落地项目“上了系统却不见效”;而AI浪潮席卷而来,更让行业陷入“不用怕落后,用了怕无效”的普遍焦虑。痛点三行业AI焦虑:“不用怕落后,用了怕无效”2025年,AI技术迎来爆发式发展,正深度渗透各行各业,为新能源运营降本提效带来了新的机遇与可能。另一方面,行业陷入普遍的AI焦虑。

新能源充电站选择指南:技术先进又安全稳定的品牌如何选?来源:阳光新能源 发布时间:2026-04-08 18:35:47

在新能源汽车渗透率持续攀升的2026年,充电站的可靠性与技术实力已成为运营商和车主共同关注的焦点。结语在新能源充电设施快速普及的2026年,选择一座技术先进又安全稳定的充电站,不仅关乎投资回报,更决定了长期运营的安心程度。

陕西西安高新区2025年高效光伏组件、光储及综合用能优化项目财政补贴的通知来源:西安高新区发展改革局 发布时间:2026-04-07 11:43:42

(二)市级复核及评审1.高效组件和光储项目:市发改委联合相关部门对上报材料进行复核,必要时进行现场抽查。六、问题和建议附件3西安市XXX公司综合用能优化项目申报承诺书项目名称:本法人单位承诺:1.我单位近三年无不良行为记录2.我单位对申报的全部资料真实性负责。

隆基绿能申请光伏组件及光伏系统专利,能够减轻细栅的氧化风险来源:金融界 发布时间:2026-04-07 08:55:37

国家知识产权局信息显示,隆基绿能科技股份有限公司申请一项名为“光伏组件及光伏系统”的专利,公开号CN121793507A,申请日期为2025年11月。本发明实施例中,能够减轻细栅的氧化风险,保证光伏组件的可靠性。

阳光电源申请源网荷储系统控制方法专利,为系统提供经济、低碳、可靠的控制策略来源:金融界 发布时间:2026-04-07 08:50:07

国家知识产权局信息显示,阳光电源(南京)有限公司申请一项名为“源网荷储系统的控制方法、装置及源网荷储系统”的专利,公开号CN121791214A,申请日期为2024年9月。专利摘要显示,本申请公开了一种源网荷储系统的控制方法、装置及源网荷储系统,属于电力技术领域。该方法以源网荷储系统整体的度电成本和碳排放最低为目标,可以为系统提供经济、低碳、可靠的控制策略。

世地光伏取得用于海上光伏组件的光伏接线盒专利来源:金融界 发布时间:2026-04-01 14:31:33

国家知识产权局信息显示,世地光伏科技(泰州)有限公司取得一项名为“一种用于海上光伏组件的光伏接线盒”的专利,授权公告号CN120567030B,申请日期为2025年6月。天眼查资料显示,世地光伏科技(泰州)有限公司,成立于2023年,位于泰州市,是一家以从事电力、热力生产和供应业为主的企业。企业注册资本15000万人民币。通过天眼查大数据分析,世地光伏科技(泰州)有限公司参与招投标项目12次,专利信息24条,此外企业还拥有行政许可14个。

中铁八局申请分布式光伏控制电路专利,提高光伏供电系统的安全性和可靠性来源:金融界 发布时间:2026-03-31 21:45:54

国家知识产权局信息显示,中铁八局集团第七工程有限公司;四川省第四建筑有限公司;中国建筑第二工程局有限公司申请一项名为“一种分布式光伏控制电路”的专利,公开号CN121749081A,申请日期为2026年2月。通过天眼查大数据分析,中铁八局集团第七工程有限公司共对外投资了7家企业,参与招投标项目2209次,财产线索方面有商标信息2条,专利信息195条,此外企业还拥有行政许可219个。