在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上,逆變器一向被認為是最有技術(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)瘋狂擴張時,逆變器行業(yè)的擴張才稍顯“理性”一些,而在隨后全行業(yè)快速降價時,其降價幅度和速度也溫和許多。
不過,自2012年下半年以來,逆變器的市場價格出現(xiàn)了一波快速的補降,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。對于單瓦價格本來就不高的逆變器而言,如此快速且高達50%的降價幅度,無疑對其成本控制能力提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
同時,號稱能夠生產(chǎn)逆變器以及已在市場上零星出貨的企業(yè),也如雨后春筍般冒出數(shù)百家來。國內(nèi)逆變器市場的競爭局面,一時間激烈空前。
作為陜西長嶺光伏電氣有限公司(以下簡稱“長嶺光伏”)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)自動控制專業(yè)的李繼生,幾乎已經(jīng)在長嶺集團從事了“一輩子”的電力電子產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)管理工作。2010年,長嶺光伏創(chuàng)始之初,李繼生便出任其主要技術(shù)負責(zé)人,并伴隨長嶺光伏的發(fā)展壯大至今。
——專訪陜西長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嶺光伏總部,就光伏逆變器技術(shù)發(fā)展與目前的競爭局面等相關(guān)問題專訪了李繼生。
“逆變器的確有技術(shù)門檻”
有人認為,逆變器是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上不多的一個具有技術(shù)門檻的環(huán)節(jié),您怎么看待這個說法?
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,對安規(guī)、EMC、電能質(zhì)量及轉(zhuǎn)換效率都有較高的要求。同時,光伏系統(tǒng)在露天環(huán)境下運行二三十年的特殊性,也對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,對其設(shè)計、生產(chǎn)及質(zhì)量控制都有特殊的要求。因此,相對來說,逆變器的確算是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上較有技術(shù)門檻的一個環(huán)節(jié)。
目前市場上有哪些主要的逆變器技術(shù),各自的優(yōu)勢是什么?
李繼生:目前市場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)點是適合兆瓦級的項目應(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)點是采用多個MPPT,可以實現(xiàn)更為精確的跟蹤,同時在一定程度上解決了Mis-Match問題。
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)點表現(xiàn)在,某個模塊出現(xiàn)故障不會影響整機工作,整機還能輸出較大功率,從而降低了停機風(fēng)險;早晚太陽光不強的時候,可以自動關(guān)掉部分模塊,等光照強度足夠時再開啟所有模塊,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問題,提高了整機效率;因為沒有高壓部分,因此安全性較好;安裝簡單,不需要獨立房間,可以跟隨組件移動。
DC-DC優(yōu)化器。適合商用屋頂電站和住宅屋頂電站。優(yōu)點是,每個模塊都有MPPT,效率高;后級的逆變器里只有DC/AC,輸入范圍窄,控制簡單;和微逆相比,成本略低。
現(xiàn)在國內(nèi)市場的主流產(chǎn)品,還是大功率逆變器。從技術(shù)流派的角度來看,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)用市場不同,關(guān)注點有所區(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,只有一個統(tǒng)一的MPPT跟蹤。從合理性來講,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爭力差一些。
微型逆變器技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用很少,因為微型逆變器更適合小規(guī)模的屋頂光伏項目,而國內(nèi)這方面的項目很少。國內(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?未來三至五年或更長時間內(nèi),可能的技術(shù)發(fā)展趨勢是什么?
李繼生:光伏逆變器技術(shù)的發(fā)展,取決于光伏應(yīng)用市場的發(fā)展及其需求。現(xiàn)階段的光伏發(fā)電應(yīng)用市場,表現(xiàn)出兩個明顯的特征,一是應(yīng)用模式的多元化,二是經(jīng)濟性決定系統(tǒng)配套技術(shù)(或產(chǎn)品)的競爭力。
目前的光伏逆變器技術(shù)正處在標準升級換代以及多種技術(shù)流派并存的發(fā)展階段,但光伏應(yīng)用市場多元化應(yīng)用模式和對成本的要求,在某種程度上制約著各技術(shù)流派的發(fā)展。
未來三五年光伏逆變器的技術(shù)發(fā)展趨勢,我覺得,應(yīng)該是大功率逆變器朝兆瓦級方向發(fā)展,以提高功率密度和轉(zhuǎn)換效率