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1500V光伏系統(tǒng)

現(xiàn)階段太陽能光伏發(fā)電的補(bǔ)貼將逐年下調(diào)，目前1000V直流系統(tǒng)的整體成本降低的空間有限，為解決問題，業(yè)界領(lǐng)先的企業(yè)都在積極研究1500V耐高壓直流系統(tǒng)。1500V直流發(fā)電系統(tǒng)是否將成為行業(yè)下一個(gè)大勢(shì)？

隨著行業(yè)對(duì)1500V光伏系統(tǒng)在降低系統(tǒng)成本方面的重要性的共識(shí)日益清晰，很多光伏組件和光伏部件制造商都在積極開發(fā)適于1500V光伏系統(tǒng)的光伏組件、配套設(shè)備和配套材料，可以認(rèn)為這將是未來一、兩年光伏發(fā)展的趨勢(shì)之一。

相比1000V系統(tǒng)電壓，1500V系統(tǒng)電壓的光伏電站的設(shè)計(jì)，除逆變器電容和核心半導(dǎo)體器件IGBT以外，其他零部件不大會(huì)因?yàn)殡妷旱燃?jí)的變化而增加成本。電容和IGBT目前產(chǎn)品的電壓等級(jí)也完全滿足1500V系統(tǒng)的要求。

問題在于光伏發(fā)電設(shè)備的主角-光伏組件。光伏組件的關(guān)鍵絕緣結(jié)構(gòu)是光伏背板。因此，開發(fā)1500V安全光伏背板便成了問題的關(guān)鍵。

相對(duì)1000V掛光伏系統(tǒng)，1500V光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是明顯的。首先，在其它輔助設(shè)備、電纜、支架等基本不變的情況下，由于組件串電壓升高了50%，相應(yīng)地可以減少33%的匯流設(shè)備和逆變?cè)O(shè)備;其次，減少了設(shè)備，就減少了33%的設(shè)備自用電，減少了33%的設(shè)備故障率和維護(hù)保養(yǎng)成本;第三，由于半導(dǎo)體器件是有固定壓降的電流器件，提高系統(tǒng)電壓也有助于減少半導(dǎo)體器件固定壓降的電能消耗。

相比1000V光伏系統(tǒng)，1500V光伏系統(tǒng)也有缺點(diǎn)：

首先，為保證組件串中的光伏組件工作在相同的工作點(diǎn)，要求組件串中每一塊組件在同一時(shí)刻接受到的光輻照度、組件溫度盡可能一致，以保證組件串最大功率輸出。組件串的增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性不利，例如在復(fù)雜地形的荒山、荒坡上，在建筑物上建造光伏電站帶來了電站設(shè)計(jì)的復(fù)雜性;

其次，組件串電壓高，對(duì)某些類型的光伏電池和光伏組件來說，發(fā)生PID效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)增大;高的直流電壓會(huì)使系統(tǒng)中能接觸到潮氣的帶電體發(fā)生電化學(xué)腐蝕的概率增大。腐蝕的結(jié)果會(huì)破壞電池結(jié)構(gòu)、增加接觸和傳輸電阻，從而降低光伏組件的壽命、增加電功率損失，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)火險(xiǎn)。

第三，電壓增高后當(dāng)電路斷開時(shí)，直流拉弧的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。

因此，第一，1500V光伏電站更適于建造在地形比較平整、氣候比較干燥的場(chǎng)合，比如西北地區(qū)的荒漠化草原;第二，一般情況下，1500V光伏電站應(yīng)采用抗PID效應(yīng)的光伏組件和光伏電池。比如采用低透水率的封裝背板，采用抗Na+遷移的封裝EVA材料，采用N型襯底的電池，在電池表面制備完美的鈍化膜和保護(hù)膜，以及在電路上采取特殊的接地和隔離措施;第三，1500V系統(tǒng)需更加重視防拉弧設(shè)計(jì)。