论微型逆变器在建筑光伏一体化场景中的应用优势

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光伏建筑一体化(BIPV),是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,光伏建筑一体化可分为两大类:一类是光伏方阵与建筑的结合;另一类是光伏方阵与建筑的集成。

BIPV系统中光伏组件与建筑相结合,光伏组件不额外占用地面空间,特别适合于土地资源紧张的城市建筑。全球建筑物自身耗能约占世界总能耗的三分之一以上,采用BIPV技术,可以将建筑物从耗能型转变为功能型,创造低能耗、高舒适度的健康居住环境,实现城市建筑的可持续发展。

相比于传统逆变器来说,微型逆变器因其体积小巧、更加科学的系统设计,在BIPV的应用中有着不可替代的优势。微逆在屋顶、墙面、建筑遮阳、阳台和农业建筑等光电建筑应用范围创造更大的可能。

1)在光伏建筑一体化(BIPV)系统中,太阳能电池组件的安装首先涉及到太阳能组件的安装角度和安装方向问题。采用微型逆变器,逆变器与光伏组件集成,可以实现模块化设计、实现即插即用,系统扩展简单方便。微逆体积小,基本不独立占用安装空间,分布式安装便于配置,能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度的应用。

2)由于短板效应,造成发电量的损失。在实际应用中,建筑物由于各个墙面朝向的问题,不同安装位置的太阳能电池组件其安装角度和方向不可能完全一致,这就决定了其发电效率、发电的瞬时功率无法保证完全一致,而会来带短板效应”。阴影遮挡也是造成“短板效应”的主要原因之一。阴影主要来自于周围建筑物、树木的遮挡、各个太阳能电池组件之间的相互遮挡、云层遮挡等。当阵列中的某一块组件受到影响时,其发电效率将会大大减小,从而对整个系统的发电量产生显著影响。

微型逆变器系统采用并联电路设计,具有独立的最大功率点追踪(MPPT)功能,确保了每块太阳能板独立运行,系统总发电量不再由发电量最少的那块组件决定,解决了发电短板的难题。

3)直流侧的高压造成的安全隐患。传统光伏组件采用串联方式连接, 阵列中一串组件电压累加,会形成600V~1000V的直流侧高压,容易发生直流拉弧造成起火。在BIPV的应用场景中,人与光伏板接触紧密,从而对人类活动、人身安全构成极大的威胁。一旦电站发生火灾,因为光照,直流侧的直流高压变会一直存在,消防人员将无法进行救火工作,将会变得十分危险。

在微型逆变器系统中,每块组件并联入电网,且直流端电压小于40V,避免了高压直流电弧火花引起的火灾风险。微型逆变器技术,可以从根本上消除直流高压的安全隐患。