APS昱能微逆发电监控系统(EMA系统)展示

APS昱能一直致力于推广光伏民用市场,倡导普通居民建自家电站的理念,继江西“万家屋顶”项目之后,昱能团队又开发了相关省份的多个民用光伏项目。近日,公司成功完成了江南地区的5户民用示范系统,目前这5户系统已经完成并网。

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(图1,2为安装工人安装系统,图3,4为完成后的微逆系统)

为了使广大用户更清楚、直观地了解昱能微型逆变器太阳能发电系统的运行情况以及分享EMA监控系统的用户体验,我司决定将开放其中一个账户(图4)的登录权限(为期10天,11月21日-11月30日)。

操作步骤:

1.  请登录公司官网: http://www.altenergy-power.com/main.html

2.  选择“EMA登陆界面”,输入用户名和密码。

用户名:hfnw01

密码:123456

3.  系统容量:3kW,包含6台YC500和12块250W多晶组件。

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图5 APS昱能科技EMA登录界面

只要有网络,您就可以在世界上任何一个地方监控到系统的运行情况,可以看到每一块太阳能电池板的发电效率以及所产生的环保效益等。

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图6 APS昱能科技示范账号一周发电情况

由上图可以看出,11月18日, 当地天气为晴转多云,系统发电量达13.87度。在同类光照条件下,微型逆变器弱光性好,没有短板效应,其发电量将远高于组串型逆变器(相同装机量、相同 安装环境)。该系统在光照条件良好的情况下,预计单日发电量可达到33度。在接下来的十天里,请广大用户一起见证微型逆变器多发电这一显著优势。

对于居民家庭太阳能 发电系统来说,系统的安全、稳定尤为重要。微型逆变器系统全部为并联设计电路,屋顶上不再有串联系统带来的高压直流电,避免了高压直流电弧火花引起的火灾 风险,在居家屋顶上更加安全。也正因为交流系统的并联电路设计,阴影、灰尘、树叶对电池板的部分遮挡,不再有短板效应,非常适用于独栋的户用光伏的应用。

APS昱能微逆被编入“智能电网用户端系统解决方案”

随着智能电网技术的蓬勃发展,智能电网用户端技术百花齐放。中国电器工业协会设备网现场总线分会、国家能源智能电网用户端电气设备研发(实验)中心、上海新能源科技成果转化与产业促进中心共同汇编了《智能电网用户端系统解决方案汇编》,由机械工业出版社出版,共汇集了70个用户端系统解决方案。其中APS微型逆变器《微型逆变器在智能电网中的应用》被选荐入编,详细分析了微逆的技术、优点,以及在民用屋顶和商用屋顶的应用方法。

 

一、概述

智 能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技 术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用 户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

 

智能电网

 

随着光伏产业的迅猛发展,光伏并网发电在电网中所占份额也在日益提高,不论是集中式的太阳能电站,还是分布式的小型光伏并网发电系统,都成为了电网的重要组成部分。同时,随着智能电网的兴起与发展,对光伏发电系统也提出了更高的智能化要求。

 

在光伏发电系统中,逆变器是将直流电转化为交流电,传输至电网的核心部件,对于系统的智能化监控,基本上也是在逆变器环节完成的。传统逆变器(见图1)有 集中式和组串式两种,两者的共同特点是同时接入多块组件,对多块组件同时做监控和操作,存在高压风险,和发电短板效应。

 

图1 传统逆变器

 

得 益于近几年半导体、通信,甚至移动互联网等行业的迅速发展,光伏发电领域也诞生了一款更强大、更安全、更智能的新产品—微型逆变器(见图2)。相比于传统 集中式或组串式逆变器,微型逆变器实现了对单块组件的交直流转换和最大功率点独立跟踪,低压接入,但组件独立监控等特点都使得微型逆变器相比于传统逆变器 更加高效、安全和智能化。

 

基于微型逆变器的上述特点,有微型逆变器组件的光伏发电系统也更加符合智能电网的发展要求和趋势。

 

下面将对微型逆变器的性能特点及其在智能电网中的应用做进一步阐述。

 

二、微型逆变器优点

相比于产统逆变器,微型逆变器存在如下优点:

 

  1. 安全-无直流侧高电压

传 统逆变器无论是集中式逆变器还是组串式逆变器都是直流侧多块组件串并联后给逆变器供电,这样在直流侧必然存在一个高电压,一般都会在数百伏以上。这样一个 高电压的存在给整幢建筑,尤其是民用建筑带来了极大的安全隐患。经常长时间的户外运行后,很容易发生意外事件(见图3)。

图3 光伏系统建筑发生火灾

 

也正因如此,各国也相继出台了新政策避免意外的发生,如澳洲新安规要求如果直流侧线缆长度超过1.5米,必须使用护线管。美国NEC 2014标准规定,如果直流侧电压高于80V,直流侧必须增加快速切断器件。

 

微型逆变器由于是单组件输入,直流侧电压基本低于60V,因此不存在上述高电压风险,在系统安装时也不受相应的限制。这不仅给用户增加了安全保证,同时也简化了系统安装和成本。

 

2. 智能-监控每一块组件

相比于传统逆变器多块组件作为一个监控对象,微逆能够监控到每一块组件和每一台逆变器,能够及时反馈每一块组件的当前工作状态,同时也能对每台逆变器做各种控制和操作。这大大提升了整个系统的信息量和操控的灵活性(见图4)。

 

图4 APS系统监控页面

 

 

3. 可靠-无单点失效现象

传 统逆变器如组串式逆变器,当其中一块组件或该逆变器发生故障时,整串系统将处于瘫痪状态,即一个单点失效,将造成系统的不工作;而微逆系统由于每一块组件 都是一个独立的发电单元,因此不存在这一单点失效现象,如某一组件或逆变器发生故障而停止工作,不会影响系统中其他组件和逆变器的正常工作,这就大大提升 了整个系统的可靠性以及使用寿命(见图5)。

图5 可靠性对比

 

4. 强大-组件级最大功率点跟踪

传 统组串式逆变器组件的发电效率取决于效率最低的组件,即存在短板效应。这样如果系统中某块组件发生覆盖或遮挡时,所有组件的发电效率都会急剧下降,严重影 响发电量。微逆系统由于具有组件级的最大功率点跟踪能力,因此每一块组件都是独立工作于最大功率点,互不影响,即使个别组件发生遮挡也不影响整个系统的发 电量(见图6)。

 

图6 发电效率对比

 

 

5. 简化-无需直流侧装置

传统逆变器往往需要再直流侧增加额外的装置或配件,比如直流线缆,直流断开装置,直流汇流箱等,这就带来了额外的材料成本和人工成本,也使得系统复杂话。微型逆变器可以直接安装在组件或对应的支架上,组件和逆变器接头直接对插即可,无需任何额外设备,更加简单可靠。

 

三、智能分布式小型屋顶(微小)系统

                              图7 分布式小型屋顶系统架构图

 

图 7所示为分布式小型屋顶应用系统架构图,系统由逆变器、ECU、EMA组成,针对目前小型屋顶的应用中,屋顶组件布局较大,所以组件的数量和单个组件之间 发电功率变化较快,而微型逆变器单个逆变器对应1-2个组件的设计对系统大小具有很强的伸缩能力,且独立的MPPT对屋顶组件复杂的功率变化具有较好的适 应能力。而组串型逆变器在小型屋顶系统扩展,发电能力等方面都没有微逆强。

 

四、智能分布式商业屋顶(大)系统

图8 分布式商业屋顶系统架构图

 

图8所示为分布式商业屋顶应用系统架构图,系统由逆变器、多个ECU、EMA组成,基本架构是小型屋顶架构上的扩展,在系统搭建和系统成本上都有优势。跟组串式逆变器的商业屋顶应用相比也有较大的优势。

 

相比组串型逆变器,微型逆变器的优点:

1)直流电压低没有PID问题;

2)使用寿命长;

3)安全可靠;

4)每个微逆独立MPPT,可以跟踪到组件级的水平;

5)发电数据可以跟踪到组件级别,系统运维容易;

6)较好的成本和收益。

 

关于系统成本收益方面,可以用业界普遍用的平准化能源成本(LCOE)的计算公式来分析微型逆变器系统方案:

 

1.初期投资成本分析

以下是1MW系统逆变器成本对比:

 

系统安装类成本微型逆变器跟组串型逆变器相当,不过集中型逆变器在线缆上成本相对较高,逆变器成本低很多。

 

2.25年发电量

理论计算微型逆变器比组串型逆变器发电量提高25%,系统目前实测10%,所以这部分提升空间很大,目前增加收益计算如下:

国家补贴:1.6KWh*10%*0.42(元/KWh)*20年=1.344元

发电量提升10%,1MW电站20年多收益288万元,补贴收益134.4万元,前20年每年总收益21.12万元,后5年每年收益14.4万元。

初装成本增加:200万-75万=125万元,需要5.9年左右收回多加成本。

由于各省市还有不同年限和数量的补贴,且在25年内电价一定会有所上涨,在此不逐一计算。如果增加省、市补贴和电价上涨的因素,回收期会相应缩短。

 

3.运维成本

微 型逆变器在初期投资成本相对较高时,不过运维成本会降低很多,传统逆变器和组串型逆变器在维护的时候定位困难,而且要定期清扫否则会影响组件发电等因素, 智能微型逆变器可以定位到每个逆变器,且微型逆变器质保周期内都是以更换逆变器的方式使得系统维护技术门槛低,维护成本轻。

 

4.衰减率

目 前PID效应是影响组件发电效率的重要因素。对于组串型和传统型逆变器不可避免地出现直流侧的高压问题,使得PID效应更容易发生。而微型逆变器没有这个 问题。同时,目前国内外组件性能参差不齐,好的20年就衰减6%,差的20%多,对于出厂性能相同,而经过多年不同程度衰减的组件,具有独立的MPPT微 型逆变器起到了更大地发挥组件性能的一个至关重要的技术,使组件维持长期较高的发电量。

 

综上所述,考虑到逆变器投入成本和后期增加收益的关系,微型逆变器的LCOE值相对偏小,具有较好的性价比,优势明显。

 

五、微型逆变器光伏系统的智能化监控                    

由微型逆变器组成的光伏系统一个主要特点就是智能化的监控,这也是光伏系统满足智能电网要求的一个主要方面。下面以昱能科技公司的微型逆变器系统为例,介绍微逆光伏系统的智能化优势。

 

图9 微型逆变器组件的光伏发电系统

 

图9所示为一个典型的微型逆变器光伏系统示意图,通过一个专用监控单元接入配电柜可以采集系统每个组件和逆变器的详细信息,包括组件的电压、电流、功率,逆变器的并网电压、频率、温度和发电量等(见图10)。

 

图10 数据监控页面

 

对于数据的监控,即可以通过将监控单元直接接入终端设备,实现本地监控,也可以将监控单元通过有线或无线方式接到路由器,通过英特网实现不受时间和地域限制的远程实时监控(见图11)。

 

图11 数据传送

 

为方便用户操控,昱能科技提供了多种终端设备的接收方式,比如电脑或智能手机等,同时对各种系统和浏览器也做了兼容(见图12)。

 

图12 可选浏览设备

 

尤其是2014年昱能科技新推出针对智能手机的两款操控软件ArrayApp和Powerwatch(见图13),给用户的安装和监控带来了极大的便捷:

 

ArrayApp是一款基于智能手机的微逆系统安装软件,通过红外扫描能够快速地记录系统中微型逆变器的序列号和对应的位置,并上传网络。这就省去了安装人员逐台手动记录微型逆变器信息和对应位置的繁琐工作,同时也确保了信息的准确性。

 

图13 昱能微逆系统安装APP软件ArrayApp

 

Powerwatch是一款基于智能手机的系统监控软件(见图14),通过这款软件,用户可以摆脱电脑等传统终端设备,直接应用手机和移动互联网络随时随地查看系统的详细工作状态。

 

图14 昱能微逆监控APP软件Powerwatch

 

六、总结

本 文首先介绍了微型逆变器作为光伏发电领域一款新产品的基本概念,同时用微型逆变器和传统型逆变器做对比,介绍了微型逆变器安全、智能、可靠、强大和精简这 些主要优点。本文也详细介绍了基于微型逆变器的智能分布式光伏系统的构架,并从成本、发电量和可靠性等方面对比了微型逆变器系统的优势。最后文章以昱能科 技的微型逆变器系统为例,阐述了微逆系统的在电网中的智能化应用技术。纵观本文,微型逆变器满足了未来智能电网的各方面要求,相比于产统逆变器光伏系统, 有着显著优势。

家庭光伏发电悄然走进百姓生活

 

浙江日报·南湖新闻版11月3日讯 (记者:俞艳婷)

本报讯光伏发电对于许多市民来说并不陌生,但在家中安装光伏系统,每个月不用再缴电费,还能收到电力公司打来的“电费”,还真是件新鲜事。从用电付费到卖电收钱,家住余新同创颐园的市民朱宪平就已享受到了这样的好事。

 

昨天又是个晴天,朱宪平家屋顶上的5千瓦光伏系统发了近20千瓦时的电,而目前这个时节家用电器用得较少,一天下来大多电量直接通过电网传输到了电力公 司,“现在每天家里大概用3度电,多余电量卖给电力公司,每天大概能赚到17元钱。”家用光伏系统的效果跟当初朱宪平的预想差不多,从今年7月30日系统 正式并网运作至今,他家每天的平均发电量在17千瓦时左右,最多的一天达到24千瓦时。

 

对于当初决定投入6万元安装家庭光伏发电系统,朱宪平并不是单纯考虑卖电带来的收入。“当时小孙女的出生,家里装了电暖片,由于别墅隔热效果不好,夏天开 空调、冬天开电暖,至少要半个小时才能感觉到凉爽或暖和,一年下来,全家用电量达到1万度左右,按照民用现行阶梯电价,年用电量超过4800度的民用电达 到每度0.838元,全年电费要7000多元。”朱宪平说,他原本打算对屋顶进行改造,但打听下来至少需要2万元,而且屋顶土木动工家庭生活也会受到影 响,此时恰巧浙江昱能科技有限公司到社区做宣传推广,家庭光伏发电系统走进了他的视野。“我也上网查了下,看到这个企业的技术很先进,国外很多地方家电光 伏系统用的都是‘APS昱能’,而且这个企业就在嘉兴科技城附近的天通科技园区,后续服务也更有保障。”朱宪平说,家庭光伏发电系统安装后续的手续办理、 验收、入网、结算等事宜都是企业一条龙服务,让他很省心。

 

随着国家对家庭光伏发电的鼓励、扶持,如今在嘉兴地区家庭光伏发电系统每发1千瓦时电可享受0.62元的政府补贴,自家当天用不完的电还可以卖给电力公 司,按照当下脱硫煤电价乘以上网电量结算,像朱宪平家一般7至9年就能回收6万元的投入成本。之后光伏发电系统就几乎“零成本”用电,余电上网还能赚“电 费”。

 

正是这日益成熟的家庭光伏发电运行模式,让不少市民逐渐接受并尝试。而作为嘉兴地区最早推出家庭光伏发电系统和一站式服务的APS昱能,其微逆变器的并 联电路设计,避免了高压直流电弧火花引起的火灾风险,安全系数更高,加速了家庭光伏发电走入百姓生活。目前,APS昱能在嘉兴市区的5个高档别墅小区已建 立 了十多个示范点,另外在上海也已完成了5个高档别墅小区的项目并网,而江西万家屋顶光伏发电示范工程、沙家浜百户光伏屋顶示范工程等国家专项投资项目等, 也选用了APS昱能微逆变器系统。

 

本文来源:嘉兴日报

嘉兴12户居民首尝分布式光伏发电,每月可自发电近五百度

屋顶光伏发电

 

浙江在线·科技新闻版10月27日讯 (记者:张吉)

入秋以来,天公作美,连日的好天气给人们带来了愉快心情的同时,也让家住嘉兴市南湖区同创颐园的几位居民在这个金秋季节迎来了大丰收,不过这个丰收并不是在农田里,而是在他们家的屋顶上。

 

今年7月,在浙江昱能科技有限公司(以下简称“APS昱能”)的组织下,小区内的四位住户相继在自家的屋顶上装上了一套名为“家庭太阳能发电”的系统,不仅享受国家分布式光伏的补贴政策,还能把多余的电卖给电力公司。

 

三个月过去了,这套系统运行的如何?给住户家带来了怎样的变化?近日,记者跟随着APS昱能的工作人员一同前往几户家庭一探究竟。

同创颐园朱先生5KW-APS昱能微逆系统

朱先生晒出的电费单

 

光伏发电让自家每月发电近五百度

见到朱先生时,他正在陪刚满一岁的小孙女玩耍,见到记者一行的到来显得分外热情并带着参观了起来。朱先生边走边介绍,他家有近240平的空间,以前除了 冰箱、空调外也没什么大功率电器。“不过自从孙女儿出生后,为了让她暖暖的过冬家里就添置了取暖电片。”朱先生说道,“这可是一个十足的电老虎,使用一个 月就要‘吃’掉近千元电费。”

 

朱先生说,“不开吧,怕冻到孙女儿,开了吧,这电费就妥妥的冲着一年一万度去了。”而就在7月份,APS昱能公司开始在小区中推广分布式光伏发电系统,这让朱先生觉得“似乎找到了一个解决方法”。

 

经过仔细了解,朱先生得知,这个系统可实现自发电,通过太阳能发出来的电可以供给家里的电器使用,“不仅如此,我还得知这个系统与国家电网并网,也就是说我用的多出来的电还可以卖给国家。”这么一算,朱先生觉得还挺划算。

 

“运行三个月来系统情况良好,只要光照好平均一个月有400多度电,10月份估计要超过500度。”朱先生说,除了夏季和冬季,自家用电量并不高,“现在每天用电差不多在4度左右,盈余下的按照脱硫煤价格并网卖给电力公司,电费算上各种补贴,能有1元/度的价格。”

 

“而到了冬天,我用完了自发电后就用外网的电,这样下来差不多能够控制在每年5000度电的样子。”朱先生拿着三个月来的账单给记者算了一笔帐,如果没装 这个系统,每年要消耗近万度电,阶梯电价(第三阶段)会让超过4800度后的电价直线飙升达到0.838元/度,而自发电能够很好地抵消掉外网的高阶电 价,这将给朱先生节约下一笔可观的电费支出。

 

工作人员向用户介绍ECU系统

 

独创微型逆变器+ECU能量控制系统保障使用安全

小区另一位用户是从事智能家居行业的汤先生,与其他几位用户相比汤先生对于光伏发电比较内行。由于太阳能发电板输出的是直流电,光伏电要经过逆变器转变为 交流电使用,汤先生对于系统的安全性存在疑虑。“国外曾发生过由电火花引发的屋顶火灾,即使是低概率的,一旦发生却是致命的,所以民用光伏的安全很重 要。”

 

不过,APS昱能独创的微型逆变器打消了汤先生之前的疑虑,三个月下来,汤先生对于自家屋顶上的光伏发电系统了如指掌。

 

“偶尔自己会去清扫一下太阳能板,清理一下树叶、灰尘,除了这套并网系统,自己还组了一个蓄电池离网系统。”汤先生告诉记者,微型逆变器最大的好处就是低压交流电很安全,而且方便,即插即用的接口,不仅方便了用户维护,也为今后扩容提供了便利。

 

据APS昱能项目经理唐慧琳介绍,传统的串联光伏系统常常带有几十米长的400伏至1000伏的高压直流电缆,即使在交流侧断开后,仍然保持着直流高压。 “微型逆变器直接附着于组件板的背面,电路设计全部为并联,在组件板的出线端就已经逆变为220V低压交流电。相比于传统逆变器,微逆避免了高压直流电弧 火花引起的火灾风险,安全性得到了最大保证。”

 

除了微型逆变器,APS昱能还给小区的四位住户带来了基于微型逆变器开发的新产品——能量控制器(ECU)系统。通过该系统,用户在家中通过电脑或者手机APP就能实时监控每块太阳能板的“健康状况”以及每个单元的发电量,在外出差只要有网络也可以随时登陆查看。

 

据介绍,微型逆变器让每一块板能够独立运行,即使某一块上有阴影或树叶、鸟屎的局部遮挡,或因屋顶朝向不同发电量不均、板材损坏都不会影响整个系统,因此整体能比串联型系统多产生5%~25%的发电量,而每块太阳能板发电板每天的电量都可通过ECU搜集到。

 

通过ECU可查看昱能微逆系统发电量

 

APS昱能欲让更多屋顶披上光伏“外衣”

APS昱能起源于美国,扎根于嘉兴,而微型逆变器正是其分布式光伏发电系统的核心产品。据介绍,美国Enphase公司将微逆技术首先实现商业化,而 APS昱能在美国硅谷参与了当时从实验室技术到商业化产品的第一波进程,其研发和技术位列世界最前沿,2009年APS昱能的凌志敏博士前瞻性地看到祖国 能源发展的巨大潜力,认定中国必将成为未来的光伏大国,带着满腔热血将产业迁回国内。迄今为止,APS昱能已发展成为“微逆”界销量全球第二、澳洲和中国 等重点市场占有率第一的品牌。

 

APS昱能市场部经理刘怡表示,在今年9月28日全球ECU用户数已经超过1万户,实际用昱能微逆的用户数量更加庞大,目前公司正在积极推广ECU系统,希望通过它让用户得到更好的体验和运维。“作为APS昱能的产业中心所在地,嘉兴将得到重点推广。”

 

刘怡介绍,除了在海宁皮革城、嘉兴科技城等大量工商业屋顶的应用,公司希望能大力发展家庭小微屋顶市场。在国内继沙家浜百户光伏屋顶示范工程、江西万家屋 顶光伏发电示范工程、合肥两百户“光伏下乡”扶贫工程等国家专项投资项目后,目前正在嘉兴、上海、北京等全国重点市场着力推广分布式光伏发电系统,并积极 拓展新市场和建立渠道合作,让更多的屋顶披上光伏“外衣”。

 

本文来源:浙江在线