未来两年将出货超过100 GW的1500V太阳能逆变器

在过去十年中，太阳能光伏的成本大幅下降，该技术现在可以在许多地区与传统发电竞争。从 2013 年到 2018 年，公用事业规模光伏系统硬件的全球平均成本下降了惊人的 50%，2018 年的平均成本降至 1 美元/瓦以下（许多地区远低于此水平）。在如此令人印象深刻的削减之后资本支出光伏系统方面，目前认为技术比较成熟，利润空间相对较小，成本的改善幅度很小。因此，重点已更多地转向提高性能和可靠性以降低 LCOE（水平化电力成本）的系统。有时，一些此类创新可能会导致系统前期成本的显着增加——例如跟踪器，现在在世界各地的公用事业规模系统中已经司空见惯——但系统输出的整体改进不仅仅是抵消这导致整体较低的 LCOE。这方面的另一个主要趋势是向更高的直流电压发展，在全球公用事业规模的光伏市场中，正迅速转向 1500 伏 （V） 系统。这一趋势的主要推动因素之一是该市场上现在可用的 1500V 逆变器数量不断增加

为什么要切换到更高的电压？

在光伏系统中推动更高电压的基本原理实际上植根于相当基础的科学和课堂教学关系电功率 （P）、电流 （I） 和电压 （V） 之间 – “P=IV”。这种公式关系表明，要提供固定量的功率，所需的电流量会随着电压的增加而减少。碰巧的是，在较低的电流水平下，电损耗也较小。与沿输电线路长距离传输电力时使用高压相同的原因，光伏系统电压一直在尽可能地增加以减少系统中的电力损耗，从而提高系统的产量。此外，创建更长——因此更少——串的能力还简化了系统，并可以减少所需的其他组件（例如串组合器）的数量，旨在降低系统的总体成本。

长期以来，提高电压的趋势一直存在。大约十年前，业界就向 1000V 逆变器的过渡进行了讨论，现在这在世界大部分地区的光伏系统中都很常见。早在2012年，德国集成商Belectric就宣布已在德国的地面安装工厂使用1500V逆变器。第二年，它宣布他们将继续推出该技术。从那时起，1500V 逆变器技术已不再是贸易展览会和会议， 以非常真实的数量在世界各地部署，其中最重要的早期数量已安装在美国、德国、英国、智利和墨西哥等国家/地区。

1500V已迅速成为大型光伏项目的要求。大量采用 1500V 技术的著名项目，包括沙特阿拉伯萨卡卡的 300 兆瓦项目，该项目在 2018 年签署了破纪录以约 2.3 美分/千瓦时（Halala 8.78/千瓦时）的价格出售电力的协议。印度（未来三年仅次于中国的第二大公用事业规模市场）的主要公用事业规模招标也以 1500V 技术为主，其他市场也遵循同样的趋势。

事实上，IHS Markit 预测，在中国以外（与国际市场相比，中国采用该技术的速度相对较慢），2020 年 1500V 产品将占大功率光伏逆变器出货量的 84%，而 4年前。

图 1：按电压分列的三相光伏逆变器出货量——全球不包括。中国（占兆瓦的百分比）

有哪些挑战？

当然，过渡到 1500V 光伏系统也存在一些特定的挑战。早些时候，除了缺乏具有 1500V 输出的 PV 模块外，熔断器和开关等合适组件的可用性阻碍了这一趋势。在过去几年中，供应商做出了回应，成熟的供应链现已到位，可以随时提供所需的电气组件和光伏组件。

虽然 1500V 正在成为大型光伏系统的标准，但屋顶系统的采用却滞后。在此类系统中，1500V 的部署受到安全标准、建筑规范和电力法规的限制。在某些情况下，当地法规可能允许在商业建筑中使用此类系统，但预计不会普遍推广。在可预见的未来，预计不会在住宅领域使用 1500V 系统。

串式逆变器也采用 1500V 技术

除了越来越多地采用 1500V 技术之外，公用事业规模的光伏行业近年来也越来越多地转向“串式”逆变器。在中国电信巨头华为的带领下，更加分布式的光伏逆变器方法的好处已被大量推广，全球 EPC 已开始青睐大型中央逆变器的方法。IHS Markit 估计，2017 年有近 25 GW 的组串式逆变器被运往公用事业规模的光伏装置。 当然，随着组串式逆变器供应商现在积极瞄准大规模光伏领域，他们现在越来越多地发布 1500V 产品以利用这一点增长趋势。下表显示了全球 12 家最大的光伏逆变器供应商的 1500V 产品组合。它清楚地表明，每个大功率（中央）逆变器供应商都已经提供了 1500V 产品。十家低功率组串逆变器供应商中有六家也发布了产品，随着 1500V 组串逆变器项目越来越多地被世界各地的大型项目采用，预计还会有更多产品发布。

图 2：12 大光伏逆变器电源的 1500V 组合

1500V 逆变器的未来

显然，1500V 光伏逆变器技术在行业中获得了巨大的吸引力，并且这种方法的好处越来越被 EPC、开发商和项目业主所接受。

图 3：全球 1500V 光伏逆变器出货量（GW）

向 1500V 系统的过渡是一个重大的全球 趋势 并且它们的使用预计将继续增长——特别是在大型公用事业规模系统（IHS Markit 定义为大于 5 MW）中，到 2020 年它们将成为主流。IHS Markit 预测 有 从 2016 年的 2 GW 出货量增长到 2018 年超过 30 GW 的里程碑，1500V 逆变器将继续其增长轨迹，2019 年和 2020 年的总出货量将超过 100 GW。　　

      审核编辑：彭静