在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上,逆變器一向被認(rèn)為是最有技術(shù)門檻的環(huán)節(jié)之一。或也正是因此,在2010年光伏全行業(yè)瘋狂擴(kuò)張時(shí),逆變器行業(yè)的擴(kuò)張才稍顯“理性”一些,而在隨后全行業(yè)快速降價(jià)時(shí),其降價(jià)幅度和速度也溫和許多。
不過(guò),自2012年下半年以來(lái),逆變器的市場(chǎng)價(jià)格出現(xiàn)了一波快速的補(bǔ)降,大功率產(chǎn)品由每瓦約8毛錢左右腰斬至目前的4毛錢左右。對(duì)于單瓦價(jià)格本來(lái)就不高的逆變器而言,如此快速且高達(dá)50%的降價(jià)幅度,無(wú)疑對(duì)其成本控制能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
同時(shí),號(hào)稱能夠生產(chǎn)逆變器以及已在市場(chǎng)上零星出貨的企業(yè),也如雨后春筍般冒出數(shù)百家來(lái)。國(guó)內(nèi)逆變器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)局面,一時(shí)間激烈空前。
作為陜西長(zhǎng)嶺光伏電氣有限公司(以下簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)嶺光伏”)的現(xiàn)任總工程師兼首席技術(shù)官,畢業(yè)于西安理工大學(xué)自動(dòng)控制專業(yè)的李繼生,幾乎已經(jīng)在長(zhǎng)嶺集團(tuán)從事了“一輩子”的電力電子產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)管理工作。2010年,長(zhǎng)嶺光伏創(chuàng)始之初,李繼生便出任其主要技術(shù)負(fù)責(zé)人,并伴隨長(zhǎng)嶺光伏的發(fā)展壯大至今。
——專訪陜西長(zhǎng)嶺光伏電氣有限公司總工程師李繼生
2013年4月初,記者前往位于陜西省寶雞市的長(zhǎng)嶺光伏總部,就光伏逆變器技術(shù)發(fā)展與目前的競(jìng)爭(zhēng)局面等相關(guān)問(wèn)題專訪了李繼生。
“逆變器的確有技術(shù)門檻”
有人認(rèn)為,逆變器是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上不多的一個(gè)具有技術(shù)門檻的環(huán)節(jié),您怎么看待這個(gè)說(shuō)法?
李繼生:光伏逆變器的研發(fā)和制造,涉及電力電子技術(shù)、電源變換技術(shù)、太陽(yáng)能最大功率跟蹤技術(shù)、鎖相環(huán)技術(shù)等多種技術(shù)集成,對(duì)安規(guī)、EMC、電能質(zhì)量及轉(zhuǎn)換效率都有較高的要求。同時(shí),光伏系統(tǒng)在露天環(huán)境下運(yùn)行二三十年的特殊性,也對(duì)逆變器的使用可靠性和壽命提出了較高的要求,其使用壽命必須在二十年以上。
由于涉及各種技術(shù)的集成,以及使用環(huán)境的限制,光伏逆變器不同于一般的電力電子產(chǎn)品,對(duì)其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及質(zhì)量控制都有特殊的要求。因此,相對(duì)來(lái)說(shuō),逆變器的確算是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上較有技術(shù)門檻的一個(gè)環(huán)節(jié)。
目前市場(chǎng)上有哪些主要的逆變器技術(shù),各自的優(yōu)勢(shì)是什么?
李繼生:目前市場(chǎng)上的光伏逆變器技術(shù)流派大約有以下幾種:
集中式逆變器。適合大型荒漠電站和集中大型屋頂電站使用。其優(yōu)點(diǎn)是適合兆瓦級(jí)的項(xiàng)目應(yīng)用,技術(shù)比較成熟,相比其他解決方案成本也較低一些。
組串式逆變器。適合小型電站和商用屋頂電站。優(yōu)點(diǎn)是采用多個(gè)MPPT,可以實(shí)現(xiàn)更為精確的跟蹤,同時(shí)在一定程度上解決了Mis-Match問(wèn)題。
模塊式逆變器。既適合屋頂電站又適合大型荒漠電站。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在,某個(gè)模塊出現(xiàn)故障不會(huì)影響整機(jī)工作,整機(jī)還能輸出較大功率,從而降低了停機(jī)風(fēng)險(xiǎn);早晚太陽(yáng)光不強(qiáng)的時(shí)候,可以自動(dòng)關(guān)掉部分模塊,等光照強(qiáng)度足夠時(shí)再開啟所有模塊,從而提高整體效率。
微型逆變器。更適合住宅屋頂電站。其優(yōu)點(diǎn)有,使每塊電池板的輸出效率最高,且彼此不影響,較好地解決了陰影造成的Mis-Match問(wèn)題,提高了整機(jī)效率;因?yàn)闆]有高壓部分,因此安全性較好;安裝簡(jiǎn)單,不需要獨(dú)立房間,可以跟隨組件移動(dòng)。
DC-DC優(yōu)化器。適合商用屋頂電站和住宅屋頂電站。優(yōu)點(diǎn)是,每個(gè)模塊都有MPPT,效率高;后級(jí)的逆變器里只有DC/AC,輸入范圍窄,控制簡(jiǎn)單;和微逆相比,成本略低。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,還是大功率逆變器。從技術(shù)流派的角度來(lái)看,則主要是集中式逆變器和組串式逆變器。
大功率逆變器和小功率逆變器在技術(shù)本質(zhì)上沒有什么差別,只是應(yīng)用市場(chǎng)不同,關(guān)注點(diǎn)有所區(qū)別。組串式逆變器的輸入由一路以上相同或不同電池串組成,每一串電池組件有單獨(dú)的MPPT跟蹤。而集中式逆變器的輸入則是由相同電池組串經(jīng)匯流箱、直流柜匯流,集中輸入,只有一個(gè)統(tǒng)一的MPPT跟蹤。從合理性來(lái)講,組串式逆變器可能更合理一些。但從成本的角度看,組串式逆變器則比集中式逆變器的競(jìng)爭(zhēng)力差一些。
微型逆變器技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少,因?yàn)槲⑿湍孀兤鞲m合小規(guī)模的屋頂光伏項(xiàng)目,而國(guó)內(nèi)這方面的項(xiàng)目很少。國(guó)內(nèi)也已有企業(yè)在開發(fā)微型逆變器產(chǎn)品,但還沒有形成量產(chǎn),主要原因還是成本太高、應(yīng)用少。
“低成本制約了技術(shù)的發(fā)展”
光伏逆變器技術(shù)目前處于怎樣的發(fā)展階段?未來(lái)三至五年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),可能的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是什么?
李繼生:光伏逆變器技術(shù)的發(fā)展,取決于光伏應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展及其需求。現(xiàn)階段的光伏發(fā)電應(yīng)用市場(chǎng),表現(xiàn)出兩個(gè)明顯的特征,一是應(yīng)用模式的多元化,二是經(jīng)濟(jì)性決定系統(tǒng)配套技術(shù)(或產(chǎn)品)的競(jìng)爭(zhēng)力。
目前的光伏逆變器技術(shù)正處在標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)換代以及多種技術(shù)流派并存的發(fā)展階段,但光伏應(yīng)用市場(chǎng)多元化應(yīng)用模式和對(duì)成本的要求,在某種程度上制約著各技術(shù)流派的發(fā)展。
未來(lái)三五年光伏逆變器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),我覺得,應(yīng)該是大功率逆變器朝兆瓦級(jí)方向發(fā)展,以提高功率密度和轉(zhuǎn)換效率