探索光伏系统中的两大设计最优因素

随着我国分布式光伏发电产业的蓬勃发展以及国家对分布式光伏发电政策的扶持力度不断加大，使光伏行业涌现出越来越多的创业人员。对创业团队而言最重要的是行业的知识储备和培育，但大多创业团队对光伏系统的设计并不十分注重，并没有对系统设计人员进行专业化的培训，甚至有些公司没有合理配置专业的光伏系统设计人员，严重影响了系统发电的收益，无法实现系统效益的最大化。

本文从系统角度出发，结合光伏系统的 “心脏”——光伏逆变器，阐述提高系统收益的优化设计需特别关注的两大因素，希望能给关注分布式光伏发电的人群提供一些参考。然而，对于系统优化设计的考量也是非常重要的，期待后续再跟大家分享关于系统优化的设计考量。

组件侧优化设计考量

组件串优化设计

组件串并联的设计要紧密结合逆变器直流侧规格考虑，以尽量提高组串长度为原则。提高组串长度有以下好处：

1、组串越长，直流输入电压越高，逆变器转换效率更高且可工作在最佳电压区间。

2、组串越长，直流输入电压越高，逆变器越早启动、越晚关机，发电时间更长以及发电量更多。

某15kW逆变器技术参数如下：

如果以极端最低温-10℃、极端最高温40℃、265W多晶组件、开路电压Voc=38.05V、工作电压Vpm=31.02V以及开路电压温度系数-0.31%为例，根据上述公式可以得出组串长度范围为：18-23块/串。在此设计时，建议尽量提高单组串的串联数量，越接近允许范围的上限(23块)越好，这样不仅可以获得更高的发电量，还可以降低直流线缆成本和减少线损。

组件安装方向优化

组件的安装方向有横向和竖向两种，很多客户在刚开始安装光伏系统时都会考虑究竟采用哪种安装方式最为适合。

组件完全平铺的应用，横向和竖向安装区别不大，用户可根据实际屋顶形状决定即可。但对于带倾斜角安装的组件而言，横向和竖向安装大有区别。

1、 竖向安装

优点：安装方便，且支架用钢量较横向的少，有利于减低成本。

缺点：基于组件内部旁路二极管的旁路作用，早晚组件被部分遮挡时，整块组件均无法正常发电，发电量损失大。

2、 横向安装

优点：早晚组件被部分遮挡时，其余没有被遮挡部分仍可正常发电，发电量损失小。

缺点：安装速度慢，支架用钢量较竖向多，投资增加。组件底部灰尘堆积量大，影响发电量且增加清洗工作量。

综上所述，在充分考虑遮挡的情况下，建议采用竖向布置的方式，有利于减少投资，获得更好的经济效益。

逆变器应用优化设计考量

使用环境

逆变器的使用环境至关重要，直接影响到逆变器的使用寿命及发电输出。尽管组串逆变器的防护等级为IP65，可以安装在室外使用。为了发挥逆变器效能的最大化，建议尽量选择合适的安装位置，例如安装在组件下方支架上、屋檐下、外墙面上(建议顶部加装遮阳盖板)等。避免安装在不通风的楼梯间、阁楼、集装箱内等，或是户外阳光直射的地方。

交流接线

交流输出线缆除了严格按照使用手册选择合适的线径外，逆变器输出到配电柜并网点的交流线缆长度应尽量的短，避免逆变器输出电压被线缆电压提升，导致过压脱网。同时过长的输出线缆还会增加线缆损耗和线缆投资。

逆变器并联数量

逆变器输出不宜并联过多的数量，且在同一个并网点内最好有一定的负载使用量，否则过多的逆变器并联在一个并网点上，很容易造成谐波干扰导致系统不稳定，影响机器正常运行。

在实际应用中，建议尽量把逆变器分散在多个并网点接入(即多点分散接入)，避免把所有逆变器通过多级汇流后接入一个并网点。

光伏系统设计如何实现效益最大化，在上述列举了组件侧优化设计和逆变器应用优化设计的两大系统设计来进行分析考量，对光伏系统的设计最优起着一定的参考作用。