小時(shí)候讀武俠雇法，發(fā)現(xiàn)金庸小說(shuō)主人公武功進(jìn)階過(guò)程都離不開(kāi)師父的悉心傳授和點(diǎn)撥战辨，連駑鈍如郭靖，都在各位金牌私教的點(diǎn)撥之下成為赫赫有名的“北俠”嗜吉，尤其是性子疏懶的洪七公也按照郭靖的特質(zhì)進(jìn)行了悉心傳授莱火，最后使得丐幫幫主世傳武功“降龍十八掌”更像是為郭靖這般氣質(zhì)的人所生。
光伏江湖也存在武功學(xué)習(xí)稟賦差異熄自，有晴空萬(wàn)里洪磕、陽(yáng)光普照的集中式光伏，也有陰影時(shí)見(jiàn)诲有、遮擋時(shí)現(xiàn)的分布式光伏。就像天生稟賦并不十分出色的郭靖橘忿，分布式光伏也可以在金牌私教的點(diǎn)撥之下药封，化不利為有利，將發(fā)電資源發(fā)揮到極致侯选，取得高階效率吠谢。這一“金牌私教”就是華為數(shù)字能源開(kāi)發(fā)的智能組件控制器(華為優(yōu)化器)。第8期《比特與瓦特》欄目介紹了這一方案诗茎。
《比特與瓦特》是華為數(shù)字能源推出的黑科技視頻欄目工坊。欄目名稱(chēng)來(lái)自數(shù)字單位比特(Bit)能源單位瓦特(Watt)。
在光伏領(lǐng)域敢订，數(shù)字化王污、智能化技術(shù)對(duì)能源技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)管理，已經(jīng)成為一大趨勢(shì)楚午。但這些融入能源的數(shù)字技術(shù)昭齐，因?yàn)閷儆谛屡d和“高階”領(lǐng)域，顯得有些“高深莫測(cè)”矾柜，并不為人所熟悉阱驾。華為多年來(lái)吸納了大量ICT、電力電子等領(lǐng)域的科學(xué)家怪蔑，他們具備對(duì)技術(shù)的深入理解和洞察里覆，同時(shí)也在新能源項(xiàng)目中擔(dān)綱重要職能。每一期《比特與瓦特》缆瓣，兩個(gè)擬人化小人兒“比特”和“瓦特”拜訪(fǎng)具有這些實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專(zhuān)家哮瓦，他們用簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言，結(jié)合華為大量落地實(shí)踐卦瘤，科普數(shù)字能源領(lǐng)域更新更優(yōu)的技術(shù)方案镇评，幫助大家增加對(duì)數(shù)字能源黑科技的了解，理解行業(yè)動(dòng)向背后的邏輯瑰氨。
本期《比特與瓦特》邀請(qǐng)的是華為數(shù)字能源高級(jí)專(zhuān)家顧桂磊牺鱼，他介紹了華為優(yōu)化器方案在光伏發(fā)電中的多重價(jià)值樊何。
多發(fā)價(jià)值
將組件稟賦和能量百分百發(fā)揮是每一個(gè)光伏電站的期待，這樣能夠?qū)l(fā)電效率最大化跪晕。但是就像高手也有疲憊乏力時(shí)秀彤，常有一些阻礙因素影響發(fā)電。
顧桂磊介紹說(shuō)：“影響光伏發(fā)電的因素很多啄崖，其中一個(gè)就是光伏組件的陰影遮擋問(wèn)題笙吠，樹(shù)葉、鳥(niǎo)糞垄暗、污物都可能形成陰影轴座，輸出功率就會(huì)下降，導(dǎo)致串聯(lián)在同一組串上的其他組件的輸出功率也被拉低简烘。”
相信每一個(gè)光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者都期待光伏組件時(shí)時(shí)清亮如新苔严，日日艷陽(yáng)高照，但是真實(shí)情況卻是一只鳥(niǎo)飛過(guò)孤澎，它造成的陰影都會(huì)短暫影響組件發(fā)電届氢，更不用說(shuō)鳥(niǎo)兒向組件“饋贈(zèng)”糞肥了，這些將和太陽(yáng)斜射之下的樹(shù)葉一起對(duì)組件發(fā)電效率帶來(lái)“陰影”覆旭。
從電量損失來(lái)看退子，雖然受陰影和遮擋影響的組件損失大，但損失更大的是因?yàn)槟就靶?yīng)而形成的電量損失型将。串聯(lián)在一起的沒(méi)有受到陰影和遮擋影響的組件也將受到拖累寂祥，導(dǎo)致出現(xiàn)更大的電量損失。
在這一時(shí)刻茶敏，華為優(yōu)化器就有了應(yīng)用空間壤靶。華為優(yōu)化器就是安裝在組件下方的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置，以Buck電路為基礎(chǔ)惊搏，采用“優(yōu)化器 + 雙級(jí)逆變器”架構(gòu)贮乳。
它的技術(shù)原理是，通過(guò)優(yōu)化器內(nèi) DC-DC 電路减点，改變光伏組件輸出 IV 特性曲線(xiàn)饥猴，使組件最佳功率點(diǎn)不再僅僅局限在單一一點(diǎn)，而變成了一個(gè)可以調(diào)節(jié)的范圍曲線(xiàn)街粟。組件在這個(gè)范圍內(nèi)都可以輸出最佳功率屉胳，即使每塊組件的最佳功率點(diǎn)不一致，卻依然可以在最佳功率點(diǎn)工作稍圾。
顧桂磊用更通俗的話(huà)介紹說(shuō)：“當(dāng)單塊光伏組件被遮擋履剔，導(dǎo)致輸出功率下降時(shí)，優(yōu)化器就會(huì)自動(dòng)調(diào)整輸出狀態(tài)，通過(guò)智能MPPT追蹤技術(shù)轨来，讓每塊組件工作在最大功率點(diǎn)上肢抚，實(shí)現(xiàn)發(fā)電量最大化。”
如此一來(lái)基霞，優(yōu)化器就成為每塊光伏組件的“金牌私教”别主，因材施教，獨(dú)立追蹤每塊光伏組件的最大功率阎瘩，從而發(fā)電更多色罚。
更重要的是，被遮擋的光伏組件被單獨(dú)隔離账劲，這樣就不會(huì)拖累其他正常光伏組件戳护，可大幅減小組件之間的失配，能夠保證每塊組件都工作在最大功率點(diǎn)上瀑焦，從而帶來(lái)比傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)更高的發(fā)電量和收益姑尺。
這些陰影和遮擋雖然分布式光伏比較常見(jiàn)，但是并非僅僅屋頂式光伏才有蝠猬，這可以說(shuō)是每一個(gè)組件都有可能因?yàn)殛幱昂驼趽醵苡绊懀匀A為的優(yōu)化器在每個(gè)光伏場(chǎng)景都有巨大的發(fā)揮空間统捶，能夠?qū)⒚恳粔K組件的稟賦發(fā)揮到最大值榆芦。通過(guò)給每塊組件加裝優(yōu)化器，可以實(shí)現(xiàn)組件級(jí)優(yōu)化喘鸟，使每塊組件達(dá)到最優(yōu)發(fā)電匆绣。
華為在南方工廠屋頂以真實(shí)環(huán)境搭建了優(yōu)化器實(shí)證基地，模擬優(yōu)化器在戶(hù)用系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行環(huán)境的表現(xiàn)什黑，通過(guò)裝配對(duì)比試驗(yàn)保障產(chǎn)品性能崎淳。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，配置華為智能組件控制器后伺罗，光伏系統(tǒng)發(fā)電量提升了5%-30%寨衣。
甚至沒(méi)有任何陰影和遮擋的光伏組件，都可以因?yàn)閮?yōu)化器的因材施教作用奇巍，將稟賦開(kāi)發(fā)到極致遇托，產(chǎn)生電量更多。據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推測(cè)含罪，在無(wú)遮擋場(chǎng)景下全生命周期可提高發(fā)電量 5.5%笔广。
這是因?yàn)榻M串失配導(dǎo)致木桶效應(yīng)出現(xiàn)，并不僅僅是因?yàn)檎趽鹾完幱盎莘圃旃畈游鳌⒔M串老化衰減等原因都可能導(dǎo)致失配，輸出功率及輸出電流偏低，從而整個(gè)組串發(fā)電量偏低善婉。但是沪翔，輸出電流偏低的光伏組件，經(jīng)優(yōu)化器后輸出電流抬升可款，就能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)組串的統(tǒng)一高工作電流育韩，提升整體發(fā)電量。
多裝價(jià)值
良好的光照和氣候條件闺鲸、附近無(wú)遮擋等因素是設(shè)計(jì)分布式光伏系統(tǒng)的首要考量筋讨。但是隨著度電成本進(jìn)一步降低，分布式光伏的普及程度也大大提升摸恍，優(yōu)質(zhì)屋頂資源已經(jīng)越來(lái)越稀缺悉罕。
一般情況下，各類(lèi)場(chǎng)景存在的遮擋比例如下：
將原來(lái)因?yàn)殛幱昂驼趽醣容^多從而顯得不那么優(yōu)質(zhì)的屋頂資源利用起來(lái)立镶，從“多裝”角度發(fā)力壁袄，成為光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的一條新路徑。面對(duì)有遮擋或者多朝向屋頂?shù)墓夥惭b需求媚媒，如何更優(yōu)更省的完成有遮擋場(chǎng)景光伏系統(tǒng)高質(zhì)量設(shè)計(jì)逐漸成為業(yè)內(nèi)普遍難題嗜逻。
華為優(yōu)化器，也能夠在這一價(jià)值路徑中發(fā)現(xiàn)其用武之地缭召。
華為經(jīng)過(guò)對(duì)大量屋頂資源經(jīng)過(guò)研判后發(fā)現(xiàn)栈顷，之所以屋頂資源無(wú)法物盡其用，跟傳統(tǒng)組串鋪設(shè)方案有一定缺陷有關(guān)嵌巷。
·分布式屋頂遮擋情況多辐菩，為避開(kāi)遮擋，可鋪設(shè)組件空間面積少恋都，屋頂資源利用率低;
·部分組件出現(xiàn)陰影遮擋情況時(shí)处膛，會(huì)影響整個(gè)組串發(fā)電量;
·同一組串內(nèi)的組件需保證朝向、傾角一致程伞，否則會(huì)產(chǎn)生組串串聯(lián)失配胆抓，導(dǎo)致整個(gè)組串發(fā)電量降低;
·部分屋頂由于面積較小，可安裝組件的數(shù)量無(wú)法滿(mǎn)足逆變器接入的最低電壓要求暴既，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行安裝览止，造成資源浪費(fèi)。
通過(guò)優(yōu)化器解決方案可完全避免上述問(wèn)題观昂。優(yōu)化器內(nèi)電路可單獨(dú)對(duì)每塊組件的電流和電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)校增，使組件之間發(fā)電互不影響。因此疾练，在復(fù)雜場(chǎng)景下茁只，即使輸出電流不一致的組件也可連接到同一組串內(nèi)膛胜，避免串聯(lián)失配影響，提高系統(tǒng)直流容量哥纫，增加整體發(fā)電量霉旗。在施工設(shè)計(jì)中，可將不同朝向蛀骇，傾角的組件均連接至同一組串內(nèi)厌秒，實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)計(jì)，最大化利用屋頂面積擅憔。
采用優(yōu)化器的組件鋪設(shè)方案能打破傳統(tǒng)組件鋪設(shè)規(guī)則鸵闪，充分利用屋頂面積，將這些本來(lái)不那么優(yōu)秀的屋頂資源變得“優(yōu)秀”暑诸，在有限空間實(shí)現(xiàn)更高裝機(jī)容量蚌讼。
例如華為為某教學(xué)樓組件進(jìn)行分布式光伏排布設(shè)計(jì)：
如果按照傳統(tǒng)規(guī)則設(shè)計(jì)的方案(黑色部分)，總?cè)萘?125.28kW个榕，而采用華為優(yōu)化器就可以充分實(shí)現(xiàn)多裝(紅色部分)篡石，使得系統(tǒng)容量達(dá)到 157.68kW，提升了 25.9%西采。
因?yàn)槟軌虺浞掷糜邢尬蓓斮Y源凰萨，這就極大地拓展了分布式光伏的市場(chǎng)深度與廣度。無(wú)論是戶(hù)用房頂上有煙囪眠便、基站天線(xiàn)兰吁、樹(shù)木所帶來(lái)的陰影，還是廠房屋頂受到廣告牌仲工、梯間、高樓等影響配赊，華為優(yōu)化器方案之下母卵，光伏組件不挑屋頂，可將最大量的光伏組件鋪設(shè)量安排上积苞。根據(jù)測(cè)算慈柑，光伏裝機(jī)容量平均可多裝 30% 以上。
光伏發(fā)電的主要收益來(lái)源于系統(tǒng)發(fā)電量这疟，隨著裝機(jī)容量增多菱计，電量多發(fā)也非常富有成效。據(jù)南方一座別墅的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示虹婿，使用優(yōu)化器壤生，每年能夠多發(fā)7740度電。
更重要的是朝刊，在多裝組件的基礎(chǔ)之上耀里，能夠降低項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)、勘察成本，同時(shí)攤薄施工和設(shè)備材料費(fèi)用冯挎，最終降低單瓦建設(shè)成本底哥，使得“多裝價(jià)值”充分發(fā)揮。
運(yùn)維價(jià)值
在金庸小說(shuō)中可以看到房官，武功的價(jià)值可以隨著使用者的不同顯示出多樣化的價(jià)值趾徽，張三豐用來(lái)修身養(yǎng)性的太極功夫，傳授給張無(wú)忌之后翰守，在其強(qiáng)大內(nèi)力加持之下孵奶，太極功夫也具有凌厲渾厚的攻擊價(jià)值。華為優(yōu)化器通過(guò)對(duì)每一塊組件的精心管理潦俺，已經(jīng)能夠?qū)⑵浣M件和屋頂資源的稟賦發(fā)揮幾乎窮盡拒课，但其價(jià)值還不止于此，除了多發(fā)價(jià)值和多裝價(jià)值事示，還具備運(yùn)維價(jià)值和安全價(jià)值早像。
相較于地面電站，分布式電站的體量小暇寸、布局散著平、數(shù)量多、人員少等特點(diǎn)明顯庸磅，尤其是分布在屋頂枝捷、農(nóng)業(yè)大棚、魚(yú)塘等不太容易進(jìn)行維護(hù)的設(shè)施建筑上奋完，這些都給后期的運(yùn)維管理帶來(lái)了不少困難宽藏。
如何才能使分布式電站運(yùn)維管理更專(zhuān)業(yè)、更高效淫兑、更安全闺撩、更透明?華為優(yōu)化器的功能就能解決!
配置優(yōu)化器的光伏系統(tǒng)從傳統(tǒng)的組串級(jí)監(jiān)控升級(jí)為組件級(jí)管理。通過(guò)華為優(yōu)化器二谤，可實(shí)時(shí)監(jiān)控每塊組件的運(yùn)行數(shù)據(jù)娩鬼，通過(guò)顯示界面直觀顯示組件物理位置，優(yōu)化器輸入電壓電流继射，輸出功率佣盒，運(yùn)行狀態(tài)等信息，這些數(shù)據(jù)信息可通過(guò)網(wǎng)管顽聂、APP等方式訪(fǎng)問(wèn)電站來(lái)查看肥惭，支持查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
在優(yōu)越的數(shù)據(jù)監(jiān)控基礎(chǔ)上紊搪，華為優(yōu)化器具備超級(jí)優(yōu)秀的故障診斷技術(shù)务豺。電站視圖中組件的排布與實(shí)際環(huán)境呼應(yīng)磨总，準(zhǔn)確地體現(xiàn)設(shè)備真實(shí)環(huán)境中安裝位置信息。因?yàn)樵O(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳笼沥，狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋蚪燕，就能夠幫助用戶(hù)精準(zhǔn)定位問(wèn)題點(diǎn)以及故障設(shè)備物理位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理奔浅。
以10kW系統(tǒng)為例馆纳，若某塊組件發(fā)生故障，傳統(tǒng)方案通常需要3個(gè)小時(shí)來(lái)定位故障組件汹桦。華為優(yōu)化器方案可在電站視圖中看到故障組件運(yùn)行狀態(tài)指示為紅鲁驶，0秒精確識(shí)別故障組件物理位置，免上站排查時(shí)間舞骆。
光伏系統(tǒng)中憾顿，一旦優(yōu)化器之間或優(yōu)化器和逆變器之間存在接線(xiàn)斷開(kāi)，都可以通過(guò)網(wǎng)管或APP的監(jiān)控界面準(zhǔn)確顯示斷開(kāi)位置相彼，減少故障排查時(shí)間豺研。這也促使電站的運(yùn)維效率大幅提升。
除此之外阔踢，華為優(yōu)化器還可以幫助減少上站時(shí)間以及頻次允逝。傳統(tǒng)光伏電站巡檢在一季度內(nèi)需要2-3次，而運(yùn)用優(yōu)化器方案蛋昙，一季度只需巡檢1次宵绒，這也有效降低了電站運(yùn)維成本。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示沧源，遠(yuǎn)程監(jiān)控可減少進(jìn)場(chǎng)運(yùn)維次數(shù)浴恐，降低項(xiàng)目后期運(yùn)維成本 15-25%。
安全價(jià)值
光伏組件的安全性已經(jīng)受到全世界的關(guān)注波财，澳大利亞清潔能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)(Clean Energy Regulator总枢，CER)公布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告中將光伏組件視為一個(gè)“嚴(yán)重的國(guó)家安全問(wèn)題”。
光伏存在安全的隱患除了安裝键袱、鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位等人為因素，與其技術(shù)原理也有一定關(guān)系摹闽。光伏組件在光照下產(chǎn)生的是直流電蹄咖，即使在未接通電路情況下依然存在電壓，對(duì)人員安全構(gòu)成嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)付鹿。
無(wú)論從前期的建設(shè)澜汤，到后期的運(yùn)維，甚至事故發(fā)生期間的救險(xiǎn)舵匾，直流高壓始終是光伏應(yīng)用的重要安全隱患之一俊抵，一旦發(fā)生火災(zāi)谁不，消防員不能采用常規(guī)滅火方式，無(wú)法及時(shí)搶救徽诲，威脅財(cái)產(chǎn)安全刹帕。
在屋頂光伏項(xiàng)目中，直流側(cè)光伏板電壓通郴烟妫可達(dá)到600V至1000V偷溺，給施工運(yùn)維人員及業(yè)主帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時(shí)阅权，如火災(zāi)等事故娱陈，由于光伏陣列攜帶高壓，救援人員無(wú)法到屋頂進(jìn)行救災(zāi)啸需。此外雳誉，由于屋頂高壓帶電，因此無(wú)法通過(guò)普通方式用水進(jìn)行滅火斯智，極大增加了救援難度各祠，只能等待光伏板燒毀后再進(jìn)行滅火，影響救援過(guò)程却痴，造成了更多人身財(cái)產(chǎn)損失移蔼。
這個(gè)時(shí)候華為優(yōu)化器一出手就能夠解決大問(wèn)題!
華為優(yōu)化器具備組件級(jí)快速關(guān)斷功能。當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時(shí)漩判，可采用電網(wǎng)斷電备饭、操作急停開(kāi)關(guān)，或手動(dòng)斷開(kāi)直流開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)快速關(guān)斷功能摘沥，通過(guò)優(yōu)化器快速將組串電壓降低到安全電壓以?xún)?nèi)幼健，從而避免安全事故。
光伏發(fā)電是新能源電力的重要來(lái)源之一熊镣，華為站在科學(xué)和產(chǎn)業(yè)的交叉點(diǎn)上卑雁，為光伏發(fā)電技術(shù)提供了更多更優(yōu)質(zhì)的方案，其優(yōu)化器作為盡職盡責(zé)的“金牌私教”不僅能夠幫助不同資源稟賦的組件绪囱、電站實(shí)現(xiàn)多裝多發(fā)测蹲，也能夠通過(guò)簡(jiǎn)化運(yùn)維、精準(zhǔn)診斷鬼吵、快速關(guān)斷等價(jià)值實(shí)現(xiàn)扣甲，讓電站發(fā)電更加順滑有力，每一塊組件齿椅、每一處電站獲得更高發(fā)電成就琉挖。
