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 編者按：根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在10個(gè)應(yīng)用領(lǐng)跑基地、48個(gè)項(xiàng)目申報(bào)方案中，雙面組件份額過半，已然成為行業(yè)新寵。然而，雙面組件在功率提升的同時(shí)也帶來組串支路電流抬升、組串失配等問題，逆變器與之最優(yōu)匹配才能充分釋放雙面系統(tǒng)價(jià)值。那么，集中式和組串式逆變方案哪一種更有優(yōu)勢(shì)？

日前，第三批光伏應(yīng)用領(lǐng)跑企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)選暫時(shí)告一段落。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在10個(gè)應(yīng)用領(lǐng)跑基地、48個(gè)項(xiàng)目申報(bào)方案中，雙面組件份額過半，已然成為行業(yè)新寵。技術(shù)領(lǐng)跑基地競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)選陸續(xù)鳴槍，業(yè)內(nèi)人士紛紛表示，雙面組件將再掀熱潮。

然而，雙面組件在功率提升的同時(shí)也帶來組串支路電流抬升、組串失配等問題，逆變器與之最優(yōu)匹配才能充分釋放雙面系統(tǒng)價(jià)值。不同技術(shù)路線的逆變器對(duì)雙面系統(tǒng)電站收益和安全具有重要影響。那么，集中式和組串式逆變方案哪一種更有優(yōu)勢(shì)？本文基于大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證和科學(xué)研究，將為讀者揭曉答案。

1、雙面組件光伏系統(tǒng)失配嚴(yán)重，對(duì)逆變器的最大功率跟蹤（MPPT）提出了更高要求

引起光伏系統(tǒng)失配的原因主要有下幾項(xiàng)：

1）組件本身的不一致性。筆者對(duì)一些電站的組件進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試，發(fā)現(xiàn)常規(guī)組件首年的電流離散率一般為2%，而電壓離散率一般為1-1.5%。


2）組件不均勻衰減引起的電學(xué)性能不一致。組件每年都在衰減，按照目前行業(yè)的共識(shí)，單晶組件首年衰減3%，以后每年衰減0.7%。但是，每塊組件的衰減并非一致的，而不一致的衰減會(huì)加劇組串失配損失。在引用并參考的PVSYST權(quán)威數(shù)據(jù)中，離散率年增加值為0.4%。

3）由于連接的線纜長(zhǎng)度不一，線損也不一樣，造成組串電壓不同。通常情況下，由于線長(zhǎng)不一致引起的電壓失配對(duì)應(yīng)發(fā)電量損失0.2%左右。

4）對(duì)于雙面組件而言，還有由于背面不均勻受光引起的失配損失。這是由于組件一旦在安裝支架上就會(huì)在組件內(nèi)部產(chǎn)生高度差，而不同的高度在組件背面接收到的輻照強(qiáng)度也是不一樣的。


上圖是筆者測(cè)試到的雙面組件正面的輻照以及背面不同高度的輻照（格爾木，固定支架，傾斜角36度，最小離地距離30cm，背面輻照已按正面進(jìn)行歸一化），可以發(fā)現(xiàn)，組件背面不同高度接收的輻照確實(shí)不同，這就造成電流不一致為特征的串聯(lián)失配。按上圖測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，背面不同高度受光不同引起的離散率增加約為3%，綜合組件本身的離散率，組件電流離散率達(dá)到5%以上。在此條件下，即使雙面組件電壓的離散率與常規(guī)組件保持一致，其由電壓和電流失配共同作用引起的發(fā)電量損失也會(huì)比常規(guī)組件大很多。

對(duì)于常規(guī)組件，減少失配最有利的武器之一就是更細(xì)的逆變器MPPT顆粒度。對(duì)于雙面組件而言，失配情況更嚴(yán)重，這一利器更加有效。應(yīng)用Monte Carlo算法計(jì)算不同MPPT顆粒度下的失配損失（邊界條件：安裝時(shí)電流離散率5%，電壓離散率1.5%，每年離散率增加0.4%，組件首年功率衰減3%，以后每年衰減0.7%），如下圖所示。

可以看到，失配損失隨著組件使用的時(shí)間增加而增加，但是顆粒度越細(xì)，失配損失的增加越小。按照25年的加權(quán)平均，如下表：

我們可以發(fā)現(xiàn)，100串/MPPT（集中式逆變器）25年加權(quán)平均的失配損失高達(dá)-12.22%，4串/MPPT（普通組串式逆變器和集散式）25年加權(quán)平均失配損失-10.39%，2串/MPPT組串式逆變器25年加權(quán)平均的失配損失僅為-8.95%。因此，從收益角度來看，集中式逆變器失配損失最大，并不適合雙面組件光伏系統(tǒng)，2串/MPPT組串式逆變器失配損失最小，是最佳選擇。

2、雙面組件的電流已經(jīng)接近熔絲的熔斷能力，大量使用熔絲的逆變器存在嚴(yán)重安全隱患

1）單一規(guī)格的熔絲無法適應(yīng)當(dāng)前主流組件

現(xiàn)在市面上主流廠家的雙面組件最大反向承受電流能力有15A和20A兩種，如下圖所示。這時(shí)直流匯流箱或內(nèi)置熔絲的組串式逆變器無論選擇哪種熔絲規(guī)格都無法適配另外一種規(guī)格的組件，即內(nèi)置20A的熔絲，將無法保護(hù)15A的組件；內(nèi)置15A熔絲又將因?yàn)楣ぷ麟娏鞔蠖l繁熔斷。
△（兩個(gè)主流雙面廠家的最大保險(xiǎn)絲額定電流）

2）電流變大導(dǎo)致熔絲故障率增大

組件電流受輻照、溫度等影響，大小不可控制，當(dāng)熔絲處在小電流過載時(shí)，其熔斷時(shí)間將變得很長(zhǎng)，在這種“將斷未斷”的情況下，熔絲將處于一個(gè)非常高溫的熱平衡狀態(tài)，或破壞線纜和熔絲盒的絕緣，最終引發(fā)著火事故。雙面組件輸出電流更大，更加容易出現(xiàn)小電流過載情況，導(dǎo)致高溫熔斷甚至引發(fā)火災(zāi)。
△（熔絲高溫引發(fā)故障）

傳統(tǒng)集中式逆變器含有大量熔絲，存在嚴(yán)重的安全隱患。組串式逆變器可以采用每2串一路MPPT的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)無熔絲的安全防護(hù)，避免熔絲帶來的安全隱患，從而減少更換熔絲的運(yùn)維工作和降低因熔絲故障引起的發(fā)電量損失。

綜合來看：隨著使用年限的增加，雙面組件導(dǎo)致的失配問題將日趨嚴(yán)重，光伏電站熔絲隱患也會(huì)更加突出。集中式逆變器MPPT路數(shù)少且含有大量熔絲，因而不適合雙面組件光伏系統(tǒng)。

相對(duì)而言，組串式逆變器MPPT顆粒度更細(xì)，有效解決了雙面組件帶來的組串失配問題，更能充分釋放雙面系統(tǒng)價(jià)值。采用無熔絲設(shè)計(jì)的2串一路MPPT組串式逆變器，在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)了收益最大化，必將成為業(yè)主最佳選擇。
原標(biāo)題：雙面組件掀起熱潮 你的逆變器該怎么選？