根據(jù)國家能源局官方統(tǒng)計數(shù)據(jù),2014年底光伏發(fā)電累計裝機容量2805萬千瓦,其中,光伏電站2338萬千瓦,分布式467萬千瓦。按照逆變器行業(yè)普遍5年廠家質(zhì)保期測算,也就是到2019年底,至少有28GW以上的老舊逆變器面臨廠家質(zhì)保到期問題。
如果從2009年國內(nèi)市場真正開啟時算,第一批出貨的逆變器產(chǎn)品已工作了十年,普遍超出了保質(zhì)期,面臨退役。放眼全球,這一市場的規(guī)模更加龐大,英國咨詢機構Wood Mackenzie預計,到2019年底全球范圍內(nèi)將有約21GW的光伏電站需要更換逆變器。
在上述21GW逆變器更換市場中,有相當一部分逆變器廠家破產(chǎn)、退出。在國內(nèi),光伏的繁榮發(fā)展曾吸引無數(shù)中小企業(yè)進場,而經(jīng)過兩輪較大規(guī)模的洗牌之后,大部分企業(yè)黯然離場。據(jù)不完全統(tǒng)計,2013年以來光伏逆變器企業(yè)從幾百家降至如今的幾十家。
當光伏逆變器老舊遇到逆變器企業(yè)退出,這意味著逆變器的更換或技改需要由現(xiàn)存的光伏逆變器企業(yè)來服務。事實上,這也是現(xiàn)存光伏逆變器企業(yè)將存量變?yōu)樵隽康囊粋€重要機會。
一、老舊設備更換
光伏電站設備或部件存在效率低甚至無法正常工作的情況(如組件嚴重衰減、熱斑、隱裂等),設備過保運維費用高、原設備或部件不再生產(chǎn)、設計更改等各種原因導致不能買到電站原設備型號,電站需要使用其他品牌或其他型號的設備進行替換,才能滿足設備或系統(tǒng)正常運行。
常見的替換場景
● 集中式逆變器替換為組串式逆變器;
● 舊的組串式逆變器替換為最新的組串式逆變器等;
二、監(jiān)控系統(tǒng)智能化改造
老舊光伏電站曾經(jīng)未裝監(jiān)控系統(tǒng),或者監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)癱瘓,原來的監(jiān)控系統(tǒng)只能實現(xiàn)本地監(jiān)控,無法進行遠程監(jiān)控,電站出現(xiàn)故障需要運維時,無法從遠端獲取信息,只能安排人工排查,故障定位不清晰,給電站運維帶來極大的不便利,增加后期運維的成本,運維效率低下,嚴重影響光伏電站的發(fā)電量,通過新增智能監(jiān)控系統(tǒng)或對原有監(jiān)控系統(tǒng)進行智能化改造,可以有效提升運維效率和降低運維成本,提升光伏電站的發(fā)電量和運行效應。
監(jiān)控系統(tǒng)改造場景
● 新增智能監(jiān)控系統(tǒng);
● 多家逆變器品牌兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);
● 多種監(jiān)控方式兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);
● 匯流箱、環(huán)境檢測儀等數(shù)據(jù)兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);
● 監(jiān)控集成遠程數(shù)據(jù)診斷分析、故障告警、工單派送、報表下載、智能運維等多項功能。
技改項目案例分析
項目名稱:貴溪市1MW金太陽光伏項目
項目介紹:該項目為2012年建設的金太陽光伏工程項目,逆變器容量900kW,采用500kW集中式逆變器1臺,100kW集中式逆變器4臺,分散安裝于多個樓面。
并網(wǎng)時間:2012年8月
▲項目現(xiàn)場情況
系統(tǒng)改造原因
1、系統(tǒng)整體效率低,經(jīng)過7年多的運行,整個系統(tǒng)發(fā)電量明顯降低,導致電站收益率大打折扣。
2、逆變器廠商已經(jīng)不再生產(chǎn)該型號的逆變器,出現(xiàn)故障后運維難度大,基本處于不發(fā)電狀態(tài),導致收益率下降。
3、電站原來只有本地監(jiān)控,電站發(fā)電數(shù)據(jù)管理和運維不便,需改造為遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)。
4、通過技術改造,把原有的集中式機型替換為組串式機型,提升電站整體效率。相對于新建電站而言,技改更為保險,投資也相對較少。
▲500kW集中式機型發(fā)電數(shù)據(jù)
現(xiàn)場情況:
1、組件:該項目240W光伏組件共4200塊,分布安裝于車棚、樓面等9個位置。組串數(shù)量為20塊一串,組件直流電纜匯流接入直流匯流箱,走線距離較長。
2、直流匯流箱:
現(xiàn)場采用16匯1直流匯流箱,組串至匯流箱的線纜采用PV 1-F 1*4mm²光伏專用直流電纜,電纜沿支架橫梁敷設,匯流箱抱箍安裝于支架上。在樓面支架較低的地方,直流匯流箱單獨做固定架。
3、直流配電柜:
4臺100kw直流配電柜接4臺100kW集中式逆變器,1臺500kW直流配電柜接500kW集中式逆變器。
4、集中式逆變器:
5、變壓器:
變壓器低壓側為270V,變比為270/400V,逆變器輸出經(jīng)過變壓器升壓到400V并入電網(wǎng)。
改造難點:
1、500kW集中式逆變器的輸出電壓為270V,通過變壓器升壓后并網(wǎng)。在改造中需拆除變壓器柜,改造的組串式逆變器直接400V電壓并網(wǎng)。
2、集中式逆變器均放置于一樓配電房內(nèi),組串式逆變器考慮到直流部分損耗大,需放置在樓頂。
3、樓面分散,直流線纜距離較長,原有匯流箱,直流配電柜等需要拆除改造。
改造方案:
1、利用組串式逆變器替換掉原有的集中式逆變器,拆除變壓器柜,逆變器直接輸出400V電壓并網(wǎng)。
2、由于現(xiàn)有組件開路電壓只有35.8V,工作電壓遠低于常規(guī)組件,若按照原有20塊一組進行配置,組串的工作電壓不在逆變器MPPT最佳范圍??紤]到逆變器最佳效率和節(jié)省逆變器數(shù)量,在拆除直流匯流箱時,把組串數(shù)量重新進行搭配,容配比做一定的超配,提升效率的同時節(jié)省設備成本。
3、新增一套智能監(jiān)控系統(tǒng),替換原有的本地監(jiān)控系統(tǒng),方便電站數(shù)據(jù)集中管理和遠程運維。具體改造方案如下:
★逆變器替換方案:
★監(jiān)控系統(tǒng)智能化改造方案:
古瑞瓦特推出的智能監(jiān)控系統(tǒng),可采用逆變器搭配數(shù)據(jù)采集器的無線通信方式,通過GPRS、WIFI傳輸每臺逆變器的數(shù)據(jù)信號到服務器,亦可通過有線RS485通信方式把多臺逆變器數(shù)據(jù)一同傳到服務器。同時監(jiān)控系統(tǒng)可兼容多家品牌的逆變器、環(huán)境監(jiān)測儀、氣象站等接入數(shù)據(jù),兼容第三方監(jiān)控平臺或原有監(jiān)控平臺進行數(shù)據(jù)訪問,適用于多種監(jiān)控改造場景。
本項目利用逆變器搭配GPRS數(shù)據(jù)采集器的改造方案,即插即用,極大的節(jié)省了設備安裝時間和成本,電站監(jiān)控數(shù)據(jù)可以通過手機APP和電腦網(wǎng)頁端實時查看。監(jiān)控界面如下:
針對舊電站運維不便的特點,通過進行智能化監(jiān)控改造后,讓電站具備集成化的監(jiān)控平臺,實現(xiàn)發(fā)電數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和管理,故障可實現(xiàn)實時告警,遠程診斷,遠程處理,極大減少電站運維成本,讓電站運營數(shù)據(jù)一目了然!
總結
隨著越來越多的電站安裝,存量光伏電站的技改將成為一個熱點。鑒于不同的項目現(xiàn)場情況差異較大,因此,在進行改造前期設計時,一定要現(xiàn)場勘查,設計技改方案時,既要考慮到系統(tǒng)效率的提升,又要嚴格把控技改成本。