光伏逆变器领军企业破局及技术路线盘点

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第一篇:光伏逆变器领军企业破局及技术路线盘点

光伏逆变器领军企业破局及技术路线盘点

编辑:admin 发表于:2015-05-04 来源:Shine Magazine/光能杂志

摘要:正如严冬对所有野兽都是一场考验一样,逆变器产业也在2014年经过了一轮洗牌。《光能》在3月期报道了光伏逆变器正在经历着“大浪淘沙”般的产业整合,但从目前的市场状况来看,光伏逆变器市场尤其是国内市场仍然不容乐观。逆变器价格下坠之势仍然不减,带来该环节产值急速萎缩。

Solarbe(索比)光伏网讯: 第一部分:逆变器平台化趋势加速

困境:利润趋近于零

春暖花开,光伏复苏。

正如严冬对所有野兽都是一场考验一样,逆变器产业也在2014年经过了一轮洗牌。《光能》在3月期报道了光伏逆变器正在经历着“大浪淘沙”般的产业整合,但从目前的市场状况来看,光伏逆变器市场尤其是国内市场仍然不容乐观。逆变器价格下坠之势仍然不减,带来该环节产值急速萎缩。

以SMA为例,2010年,全球装机15GW,SMA的销售额在当年达到了峰值,19亿欧元,但在2014年却只有8.85亿美元。减半的销售额让SMA在2014年巨亏1.649亿欧元。

有消息称,补贴可能在明年下调。但过度萎缩的产业环节,到后面会让企业无法维持公司规模,造成崩溃,因此笔者建议,“平价上网”的愿望是好的,但切不可重现“大跃进”的情形。在低利润的制造业,不去用科学手段分析而凭空想象,会给仍然脆弱的光伏产业造成无可挽回的损失。

参考逆变器企业经常生产的汇流箱环节,为何发展至今,汇流箱只出现了一家上市公司——隆玛科技?而且隆玛科技还是登陆的新三板。究其原因,市场体量太小的缘故,所以隆玛科技在2014年做了份报告,专门发布为何光伏电站问题多出于汇流箱。逆变器行业切不可重蹈覆辙。

这并非危言耸听,目前的光伏逆变器巨头已经开始寻求新的利润增长点。

SMA、阳光电源、华为:做平台的三巨头

SMA在2014年8月收购了Phoenix Solar在欧洲的运维业务,SMA首席执行官Pierre-Pascal Urbon表示:“凭借200MW在北美成功建立这一业务领域后,我们现在通过收购Phoenix Solar的运营和维护业务,寻求为SMA发展大容量的欧洲市场。我们将继续在欧洲和北美拓展我们的运营和维护服务,因此获益于我们杰出的专业知识和安装基础。”在前不久于北京召开的一个小型逆变器会议上,SMA亚太区执行副总裁John Susa先生也不遗余力的给客户推荐除逆变器之外“更好、更放心”的服务。

阳光电源在愚人节那天认真了一把。此前本刊采访阳光电源总经理曹仁贤时获悉,阳光正在计划做平台化业务。4月1日,阳光电源携手阿里云合作推出的“智慧云光伏iSolarCloud”,这个全新发布的平台将集成数十万光伏电站接入阿里云,从而拥有互联网属性。而阳光电源借此进一步夯实了亚洲最大的光伏系统解决方案供应商地位。在发布现场,振发新能源、安悦节能与阳光电源签订了“智慧光浮云”采购协议。

华为是国内最早推行智能光伏电站一站式解决方案的厂商。通过华为在通信领域的经验和强劲的整合能力,通过与中广核、黄河水电等一批代表性企业合作,打开了局面。

虽然目前整体解决方案和平台服务仍然是逆变器厂商巩固市场份额的手段,实际的经济效益仍未显露,但这却是对于未来布局的一手好棋。虽然目前尚不能定论随着逆变器价格进一步下滑和解决方案重要性上调,刘强东所说的“免费冰箱”模式是否会实现,但通过服务和数据赚钱,这样的光伏行业才变得更往“互联网+”靠拢。“冰箱里便可以有很多传感器,能够感应到你放了多少饮料,蔬菜、水果、肉类。如果用户买了我的冰箱,允许我获取数据,冰箱就可以免费送给你。然后厂商再通过互联网的方式赚钱,比如你冰箱里边没有饮料了,可以在屏幕上推送京东的购买信息,一键购买。”刘强东说。单纯靠逆变器企业很难实现这种“免费”服务,但如果从整体来看,以2毛钱/瓦的代价换取为光伏电站提供整体服务带来的收益是可行的。

逆变器VS组件:谁才是光伏电站核心?

虽然在地面电站中,光伏组件每瓦售价十几倍于逆变器,但逆变器才是电站真正的核心部件。在光伏系统中,逆变器承载着发电侧和电网侧的连接,并向监控系统传递电站实时发电信息和判断是否需要运维。

这同样也是为什么平台化企业都出现在逆变器领域的另一个原因。因此选择逆变器,不应该对采购成本过于敏感。

以阳光电源的智慧光伏云为例,借助云平台,阳光电源可提供标准化运维服务和融资参考,为集团用户建立标准化的运行维护管理平台,实现旗下所有光伏电站的实时标准数据信息共享、电站设备故障预警、远程专家咨询和大数据分析、知识库建设等功能,可有效提升电站发电效率、节省运维成本、提高电站自动化及专业化程度。

同时,智慧光伏云还拥有自动结算功能,可通过绑定银行账户,实现电站业主、用户、电网的多方电费自动划拨结算。

“智慧光伏云,是我们推出的第四代电站运维管理系统,可为客户大幅节省电站运行维护成本并提升发电量,每年预计可提升光伏电站收益3-7%。”据阳光电源副总裁郑桂标介绍,该系统平台可管理总计100GW的光伏电站,支持地面、屋顶以及户用各种类型的应用,适合拥有多个光伏电站的集团客户。目前阳光电源已经对全球光伏系统已进行了连续四年的长期运营和数据收集,中短期数据跟踪覆盖电站总量超过12GW。

在黄河水电的格尔木和拉西瓦项目中,一直醉心于“互联网+”体系的华为为黄河水电建立了数字技术、互联网和光伏发电相融合的监控与运维体系。格尔木和项目采用了光伏专用的4G无线系统,用Wifi覆盖整个电站,配置了设定好飞行路线的无人机巡检实时查看组件发电状况。

目前黄河水电已经有200MW“集中运行、远程诊断、实时维护”的智能光伏电站。在示范中可以看到,黄河水电西宁总部的监控人员发现通过光伏云传递过来的发电量数据有波动,在后台排查发现有问题的组件阵列,然后通过高清摄像头发现问题,呼叫现场运维人员处理。这种运维模式解决了技术专家每天在路上疲于奔命的问题,只需要在集控中心远程监控即可。此举也是中电投响应李克强总理的“互联网+”的号召,实现“互联网+光伏”的实例。

目前,中电投黄河公司已将12个光伏电站和茶卡、景泰、李家梁3个风电场的生产实时数据汇总至公司西宁集控中心,将管辖范围内多个电站统一在一个平台上运行,实现光伏电站智能数字化,实现电站之间技术数据、经济指标的综合对比分析、备品备件的统一管理、生产运行管理的资源共享。

第二部分:各种逆变器技术路线及代表企业介绍

另一个侧面能说明逆变器核心地位的是其多样化的技术路线。相比组件环节被晶硅技术牢牢统治,逆变器行业则呈现百花齐放的态势。行业一直争论不休却没有公论,关键在于逆变器所涉及的功能相比组件复杂得多。此外,业主也常常会根据不同类型的光伏电站选用不同种类的逆变器。

本刊搜集整理了在国内活跃的几家逆变器厂商资料和近况,以备读者参考。

大型集中式逆变器:阳光电源、特变电工、南车、TMEIC

大型逆变器仍然是目前地面电站的主流,也是其它技术路线的逆变器常常用以对比的样本。目前大型逆变器在地面电站的统治地位正在接受以华为代表的组串式逆变器挑战,但同时大型逆变器的技术也在不断发展。这种激烈地“搏杀”带来双方的技术进步和新的商业模式,是全行业乐于看到的。

阳光电源:每次阳光电源展出自己的新产品都会受到业内围观。在采访过程中记者发现,阳光电源的箱式逆变房在满足性能和质量要求后,开始更多的注重散热、防尘等细节。阳光电源总经理曹仁贤也称公司目前处在逆变器发展道路的第三个阶段:追求产品的便利性,领先处在追求质量的企业一个阶段。近日,阳光电源与阿里云合作成立了“智慧光浮云”电站运维管理平台,未来将有数十万光伏电站接入阿里云。“光伏发电将从单一电站管理开始进入集团化电站管理阶段”,阳光电源副总裁赵为称,借助阿里云,公司智慧光伏云将为客户提供标准化运维服务及投融资参考。”阳光电源将融合近20年太阳能电站的运维管理经验及系统设计能力和产品技术,为用户提供智慧运维服务。并可以通过阿里云美国资料中心,向海外的太阳能电站提供运维服务。

特变电工:特变电工近五年逆变器销量排在全国第二位,2014年产销达3GW。据特变电工西安电气科技有限公司总经理阮少华介绍,特变电工在逆变器环节投入了大量精力和资金,站在电网的角度怎么去做智能电站,包括在发电端、输电端和配电端如何去衔接。同时提供了通道,包括云计算平台、实时的模型调动以及集中的控制。

此外,特变电工还推出了单机2MW的解决方案。不改变方阵的任何布局,仅将2台500千瓦集中式逆变器更换为1MW模块化并联型逆变器。通过科学设计,可提高2.46%-2.8%的发电量。

南车:原本南车就将新能源版块做为新兴战略产业,在南北车合并后,对南车逆变器业务有着很强的拉动作用。南车国家变流重心拥有最核心的IGBT技术,是国内其它企业所没有的。新的四代机型在经过前三代效率、质量以及低电压穿越等功能的开发后,从高功率密度和降低运维成本入手。

日前,南车也携手SPI签订了焉耆1GW光伏及产业延伸项目的合作。

TMEIC:TMEIC是全球第一台MW级逆变器的制造者,日本地电站占有率超过一半的逆变器霸主。近两年TMEIC不断加大在中国的投入,2014年在上海设立工厂,2015年2月盐城工厂开业,命名为“盐城提迈克电力电子有限公司”。生产500kW和630kW两种型号的光伏逆变器。

大机变种:集散式解决方案

分散式跟踪集中你变光伏并网方案(简称“集散式方案”)是在传统光伏汇流箱基础上,增加DC/DC升压变换硬件单元和MPPT控制软件单元,构成智能光伏控制器实现多路MPPT的分散跟踪,可降低组件参数不一致、局部阴影、羊角差异等因素导致的效率损失。

同时,改进的光伏汇流箱输出电压升高至820V-1000V后,至逆变器集中逆变,可减少交直流传输损耗和逆变器发热损耗。

这个技术最早源于美国的赛康(Satcon),据了解国内目前有三家在采用这个技术路线,分别是上能、禾望电气,以及大族逆变。这种技术路线的逆变器企业一般会搭配自己研发的汇流箱销售。据大族逆变介绍,该公司正在推出提高系统整体效率的汇流箱集成最大功率追踪功能和提高人生命安全的防面板拉弧解决方案。小功率组串式逆变器:阳光电源、古瑞瓦特、欧姆尼克、锦浪、三晶电气、首航新能源、山亿新能源

目前小功率组串式逆变器在国内由于分布式局面没有打开,除了部分地区的农村光伏扶贫项目外,仍然以海外市场为主。但各家企业均做了多样的尝试。

阳光电源:在海外,包括澳大利亚、荷兰等成熟的光伏市场,阳光电源的小功率组串逆变器机型应用很广。阳光电源在2014年面对全球推出了全新的小功率单相组串式逆变器,功率范围覆盖3-5KW,整机仅重9kg,可一个人轻松进行安装搬运;同时具备远程实时监控功能,便于运维商对电站的诊断和维护。该类型号产品在安徽等地已大规模应用于农村户用光伏系统。

山亿新能源在2014年大力发展分销商,以应对分布式光伏市场。

欧姆尼克在国内采用和中盛等企业合作,共建光伏产业链的合作模式。

锦浪于2014年底推出了全球最轻的商业化2kW并网光伏逆变器,重量只有5.6KG,近日又成功将其产品应用于巴黎标志性建筑埃菲尔铁塔。对于国内市场,锦浪更倾向于提供整体解决方案以满足用户需求,该方案日前已在福达轴承集团的屋顶上的光伏系统中得到应用。

首航新能源是2014年崛起的逆变器新贵,除为隆玛在无锡的光伏项目“万家光伏万家福”工程提供逆变器外,在河南、安徽等地均有使用。在3月举行的英国伦敦国际节能环保及绿色建筑展上,首航展出了Sofar2200TL和Sofar4000TLM两款逆变器。据悉,该几款机器拥有智能、高效、可靠的特点,IP65防护等级,可以室内和室外自由选择安装地点,同时,具备行业领先的实时精确MPPT算法,确保电站的最大收益。

三晶电气是业内独辟蹊径的企业之一。除小型逆变器在荷兰、巴基斯坦和印度等地大获成功外,在光伏扬水系统方面处于国际领先水平。2015年能源局对光伏农业和光伏扶贫工作加大力度,相信三晶电气有望在这个领域收获颇丰。

中功率组串式:华为、阳光电源、KOSTAL

在国内中功率逆变器应用分两种,一种是阳光电源的组串式逆变器,以商用分布式为主,另一种是华为这样“一招鲜吃遍天下”,通过设计和布局,用组串式逆变器适应所有电站环境的。

华为在业内率先扛起组串式和智能化的旗帜后,在受到业内争议的同时,也收获甚丰。先后与黄河水电、中利腾晖、中民投、隆基股份、爱康等业内巨头开展了深层次的合作。

除了上文所述为黄河打造了智能监控运维系统外,这个传统通信巨头也在其它企业中不断释放着影响力。可以预见的是,未来华为更多强化的将是如何更全面、更智能地提供服务而并非仅限于产品本身。

阳光电源:从2003年国内第一个并网光伏电站应用开始,阳光电源就开始持续推出了组串式光伏逆变器,并在奥运鸟巢、上海世博等地标型光伏示范项目中广泛应用。在2014年SNEC展会上,阳光电源推出全球领先的组串系列机型及各类系统应用,包括效率超过99%的全球最高效组串逆变器系列。至今,该机型已经应用于日本、美国、欧洲以及中国多个大型电站,发货量超过20000台。

KOSTAL :来自于具有103年悠久历史的德国百年家族企业的KOSTAL集团,其母公司在全球汽车行业汽车电子供应商中位列72位。汽车电子行业坚实厚重的技术底蕴造就了科世达PIKO逆变器稳定高效的性能特点。同时与来自汽车行业的“零质量缺陷”一脉相承的质量控制体系也切实保证了KOSTAL的PIKO逆变器产品的可靠性。

PIKO逆变器2003年开始在全球率先提出三相多路MPPT组串逆变器的设计理念,并应用于产品中,是全球应用最早的小型3MPPT 三相组串逆变器,2005年即开始大规模运用于欧洲市场。同时,PIKO逆变器具有灵活的负载控制功能,当光照满足所需功率时,自动开启负载,这样可以减少对电网的需求,提高用户的经济效益。

KOSTAL PIKO采用直流电子输入开关,在闭合时预先平衡两端电压再闭合,断开时预先切断交流输出实现零负载切断,能克服普通开关在开闭期间的强电压、电流冲击及直流拉弧,从根源上解决了直流电压和电流冲击,防止次生事故的发生,延长了设备寿命及系统可靠性。而KOSTAL PIKO产品每年的产量平均在5万台以上,在这样的数量级上采用自动化生产制造过程和100%的产品质量功能检测,能从根本上解决人为因素造成的不可控隐患。从迄今为止25万多个项目的成功经验表明,KOSTAL PIKO系列光伏逆变器产品还能保持高度的一致性和稳定性。

微逆和电源优化器:昱能和美国国家半导体

日前,昱能科技在闻泰通讯的屋顶投资建设了2MW光伏电站,用不同尺寸的微型逆变器解决传统系统诸如阴影、灰尘、树叶遮挡等发电短板。

电源优化器是美国国家半导体(NS)最早推出的,当时产品叫SolarMagic,获奖无数但市场一直没有大的起色,在光伏行业步入精细化管理时代后,有望取得突破。

IHS Technology最新报告预计,随着成熟与新兴市场逐步提升新兴技术的使用率,2018年光伏微型逆变器与电源优化器全球市场销售额将提高三倍以上,超出10亿美元。

IHS 预测,光伏微型逆变器与电源优化器(统称为模块级电力电子元件,MLPE)全球销售额将以27%的复合年均增长率(CAGR)从2013年的3.29亿美元增至2018年的11亿美元。此外,未来,成熟市场对MLPE的市场需求有望进一步提升。

超大逆变器探讨:万银电子的3.2MW会是下一代逆变器研发标准吗?

SMA于2014年推出了单机功率2.5MW的超大型逆变器,但在国内仍然多以500kW和630kW为主。而一个由西班牙顶尖科研团队为核心的中国公司——万银科技,研发的3.2MW超大逆变器或许给行业带来另一个突破的方向。

许多人第一次听到这么大功率逆变器后的第一印象会以为是对方在开玩笑,因为一家从来没有听说过的公司横空推出这一巨型机确实会让人觉得难以置信。但这个研发团队在电网领域则是赫赫有名。“低电压穿越”等新能源行业标准就是万银的研发团队带给中国的电网公司的。

万银科技推出的ZENIT3.2逆变器,在包含两面直流柜的前提下,其尺寸仅为4000/2400/1130mm,重量为5800kg。除去直流柜后尺寸仅仅比传统500kW逆变器大约1/3,但功率却是6倍多。传统大型地面电站1MW单元子系统逆变房内包含两台直流柜和两台500kW逆变器,而ZENIT3.2逆变器房内只有一台带直流柜的逆变器,因此在逆变房尺寸要求上,传统1MW子系统要比3.2MW系统大。

在功率密度方面,ZENIT3.2的功率密度比传统的500kW集中型逆变器提高了约70%。以SMA最大单机2475kW的逆变器为例,其尺寸为2761 / 2300/ 1668 mm,功率密度约233.5 kW/m3;而ZENIT3.2逆变器在集成了直流柜前提下,功率密度仍达到296 kW/m3。

传统集中型逆变器大多采用强制风冷的散热方式,对于在一定功率密度范围内的逆变器,强制风冷可以得到令人满意的综合性能和经济性。对于功率密度更大的超大型逆变器,需要采用比强制风冷更高效的散热方式,那就是液冷。虽然在风电领域已有功率在MW级以上的变流器采用液冷的先例,但这种冷却方式大都需要外置水箱,如果简单的把这套冷却系统搬到超大型光伏并网逆变器中,无疑为逆变器的运行和维护增加了不少工作量。

ZENIT3.2采用了一种新型冷却方式:液态与强制风冷相结合的冷却方式应运而诞生。这种冷却方式在规避了液冷和强制风冷的缺点。整个散热系统由防冻冷却液、内置冷却水管、冷却液调节泵、热交换器、离心式风扇组成。液态冷却循环系统无需外置水箱,冷却液将逆变器内主要散热部件IGBT和电抗器的热量带到热交换器后,再经一个离心式风扇将热量排出。逆变器内所有IGBT、电抗器以及热交换器等部件的工作温度都是实时监测,然后由控制器判断后对冷却液泵作出调节,当温度超过一定值是,加速冷却循环系统达到散热效果;当低温运行时,减速冷却循环系统。

目前江山控股在敦煌的项目已经开始采用万银的产品,这也是他们推出产品后的第一个客户。实际表现如何,我们会进行后续报道。

结语:目前其它种类的逆变器厂商几乎以大型逆变器作比较,但也从侧面证明了大型逆变器在地面光伏电站仍然占统治地位,而从目前来看,其它种类的逆变器技术也同样会受到各种各样的质疑。但不管怎么说,逆变器行业就是在这样的“吵闹”中快速发展。阳光电源总经理曹仁贤较为客观的评判说:“质量、性能、降低发电成本是光伏逆变器的三要素,好产品要经得起市场考验。”

集散式方案:“第三种武器”能否完成超越?

编辑:carol 发表于:2015-04-13 来源:OFweek 太阳能光伏网

摘要:华为为业内人士展现了一种可能,但现在有人在试图超越这种可能。

Solarbe(索比)光伏网讯: 2010年,欧盟光伏市场一片火热,中国光伏产品大量出口,堪称光伏产业的“黄金时期”。可观的利润。貌似较“低”的技术门槛,吸引了大批的新进场者纷纷抢入逆变器制造业。一时间,逆变器市场一片喧嚣,价格恶战+光伏寒冬,短短几年逆变器价格就从2元每瓦狂跌到3毛钱每瓦。即使是一些实力较强的老牌逆变器企业,如SMA,Power-One也元气大伤。

发生在2015年1月的逆变器版图下的争夺激烈异常,技术实力、市场业绩、企业情怀„„尽管组串逆变器并非华为首创,但凭借组串逆变器,华为仍然开辟了一条新的技术路线,“创造”了崭新的应用市场。毫无疑问,华为为业内人士展现了一种可能,但现在有人在试图超越这种可能。

寻找第三条路

要完成超越,创新是必然之路。所谓长江后浪推前浪,也正是在新技术的推动下,光伏产业才会出现“光伏产业链各环节全球第一名均是中国企业”的局面。逆变器产业的发展情况也同样如此。

从2003年第一台并网逆变器应用起,中国逆变器产业开始了漫漫长征。从无到有,从弱到强,十几年来的发展过程,虽然并非一帆风顺,但如今也已颇具规模。涌现出了一大批知名逆变器企业,阳光电源、特变电工、华为、南车、欧姆尼克、古瑞瓦特„伴随着光伏应用技术的进步,逆变器制造也出现了分流。针对不同的电站应用,逆变器的流派众多。网上流传的一个粗略的分类,是根据功率的大小,给国内逆变器产品定了一个“大机”、“小机”的概念。单机35KW以上的集中型逆变器,国内一般简称为“大机”;中功率和小功率,为单机35KW以下1KW以上的组串型逆变器,国内一般简称为“小机”。

从其分类可以看出,不同的逆变器产品其适应的应用范围也是不同的。普遍而言,集中式逆变器,也就是“大机”长期占据地面光伏电站市场,知道国内分布式光伏逐渐起步,“小机”才逐渐崭露头角。随着两种路线的进一步推广普及,双方都开始想着更深层次的领域挺近,其应用范围也出现了交叉。而企业间的竞争,在路线选择上的分歧最为明显。

集中式逆变器和组串逆变器暂时并没有谁取代谁的迹象,从技术角度来看,两种路线有很强的互补性。然而,随着光伏应用市场的进一步深入,行业对投资降低和发电效率提升的呼声也越来越高。在“两种路线”潜力被进一步发掘的同时,寻找“第三条路”也被进入了有心人的思考中。以禾望代表的集散式方案就是在这样的情况下应运而生。

打破局限的新思路

集中式光伏逆变系统是组件串联后接入到汇流箱(一般有8路、12路或者16路)汇流,每8~16路汇流后的输出经过断路开关和防雷处理后送到直流柜和逆变器进行集中逆变和并网。相较于集中式逆变器方案,组串式逆变系统采用多个小型组串式逆变器,直接安装于组件附近,就近把PV直流电转化为交流电,再通过交流配电箱汇流后输出到箱变端,免去了逆变房的使用。由于采用组串式逆变器,实现了每2-4串一路MPPT,也避免了组件失配问题。为了减小组串式逆变器输出到箱变远距离传输的损耗,逆变器设计时一般采用先DC/DC升压再DC/AC逆变的两级结构。

而集散式逆变系统则是通过集中逆变、分散式跟踪的并网方案,有效结合了传统集中式大机及组串式小机两种方案的优势。通过在传统的光伏汇流箱内部增加DC/DC升压变换硬件单元和MPPT控制软件单元,实现了每2~4串PV组件对应1路MPPT的分散跟踪功能,大大降低了组件参数不一致、局部阴影、仰角差异等导致的效率损失。同时改进的光伏汇流箱(光伏控制器)输出电压升高到820V后,至逆变室集中逆变,且逆变器的交流输出电压升高到520V,从而减小交直流线缆传输损耗和逆变器的自身发热损耗。

根据禾望电气太阳能研发部总经理曾建友在“光伏新标准应用交流会暨集散式光伏系统方案技术研讨会”介绍,禾望集散式逆变方案让其在箱变、交直流电缆及集装箱土建方面的初始投资成本可下降5~7万元/MW,总系统初始投资保持了和集中式方案基本平衡的成本;而相对于组串式方案,集散式逆变系统初始投资成本更是减少了15%左右。与此同时,每兆瓦将近3%的发电量提升也让收益回报更为明显。

重塑逆变器新版图

从开始的大机小机之争,再到后面的路线之争,伴随着光伏应用市场的发展,中国逆变器产业的一步步崛起。根据国家能源局光伏发电建设规划,2015年中国将新增光伏电站17.8GW,比2014年实际完成的装机量10.60GW高出了六成有余。这一数字如果兑现,中国不但将超越德国成为世界年度光伏装机第一大国,在总装机量上也将是世界第一。巨大的市场争夺,带来的是逆变器市场的重塑,还是老牌企业的进一步优势强化?无得而知。禾望集散式逆变器方案的适时进入,可以说在时机上已经紧紧把握住了,其所需要做的,就是证明自己(独家)中国逆变器的崛起:大机小机之争

编辑:carol 作者:曹宇 发表于:2014-07-05 来源:Shine Magazine/光能杂志

摘要:从2003到2014,中国逆变器也随着光伏行业发展了十年,不同于组件的先扬后抑,中国逆变器厂商确实开局默默无闻,到后面则是星光熠熠。诞生了,阳光、特变、南车、欧姆尼克、古瑞瓦特,再到华为这样一大批,明星企业。同组件业一样,中国企业从无到有,从弱到强,给整个行业带来翻天覆地的变化。

Solarbe(索比)光伏网讯:

写在开篇:从2003到2014,中国逆变器也随着光伏行业发展了十年,不同于组件的先扬后抑,中国逆变器厂商确实开局默默无闻,到后面则是星光熠熠。诞生了,阳光、特变、南车、欧姆尼克、古瑞瓦特,再到华为这样一大批,明星企业。同组件业一样,中国企业从无到有,从弱到强,给整个行业带来翻天覆地的变化。

与组件业目前较为单一的产品路线不同的是,针对不同的电站应用,逆变器的流派众多。笔者查阅了第三方机构IHS的标准,并对各类产品的国内代表品牌分类如下:

大功率机代表品牌:阳光电源、特变电工、艾默生、南车时代电气、科诺伟业、京仪绿能

中功率机代表品牌:阳光电源(没看错,还是阳光)、山亿新能源、华为等。小功率机代表品牌:欧姆尼克、古瑞瓦特、山亿、阳光电源等 功率优化器代表品牌:国内暂无代表品牌,且未形成市场 微逆变器代表品牌:昱能、北电

其中大功率机,为单机35KW以上的集中型逆变器,国内一般简称为“大机”;中功率和小功率,为单机35KW以下1KW以上的组串型逆变器,国内一般简称为“小机”。

从2003年第一台并网逆变器应用起,中国逆变器产业历经漫漫长路。大机和小机由于其所针对的应用环境不同,流派的交锋和发展可以定义为“三大战役”:2008大机出口西班牙,2009年小机年底开始出口说服缺货的国外客户接纳中国产品;2011年前后国产大机成为地面电站“主力部队”,国内分布式市场开始发力,小机在工商业屋顶电站应用中逐渐展现优势,开始形成国内市场小机品牌阵营,同时小机在澳洲、荷兰等海外市场蓬勃发展;第三阶段是小机代表品牌尝试进行地面电站市场使用,以及大机推陈出新发展新的应用技术,这个阶段可以预见会有较多的技术路线的交锋。再加上主流品牌对光伏方案的应用理念不同,有的推崇“一套方案解决所有应用”,有的强调“因地制宜选用合理方案”,使得交锋更加精彩纷呈。

有点类似博派和狂派,不是么?而且还有大力金刚(SMA、GE等公司推出的超大机型)正在投入“战斗”。仔细想想不禁热血沸腾,在《变形金刚4》即将上映的6月,让我篡改一句最喜欢的台词:The inverters,roll out!

第一次战争:大机“反围剿”,小机“打酱油”

中国最早的光伏并网项目是2003年应用于上海奉贤的10KW组串式电站,该项目是中国并网光伏逆变器行业里程碑式的项目,从此中国品牌正式登上舞台。

2008年欧洲市场爆发,光伏逆变器大量出口意大利和西班牙,型号以集中型为主。

在2009年西北荒漠电站以特许权招标的形式拉开国内光伏并网应用规模化探索和发展时起,由于主要以大型荒漠电站应用形式为主,也与中国电网并网要求的技术要求有关,当时市场全部选用了大机方案。之后大机的研发、技术改进提升、以及应用在肥沃的市场土壤上得到了快速发展。

2009年以前逆变器在大多数人眼中是很神秘的东西。在狂热追捧多晶硅的年代,光伏这个不差钱的行业,中国制造生存艰难。那是一个SMA、KACO在中国市场受到追捧的年代,中以阳光电源(当时的“合肥阳光”)、冠亚电源为代表的企业处境尴尬。在那个时候,无论是大机还是小机厂商,都把逆变器的转换效率放在第一位。从96%提高到98%左右,但市场缺乏统一的论调,有宣传MPPT效率,也有着眼系统效率的,但实际上欧洲市场最认可的仍然还是欧洲效率(EU效率),这个更严格,但体现出来的数字却不如上面两个好看。

那个时候客户的项目很少考虑逆变器的性价比,大多挑国外品牌的买,因此国内厂家每天忙于应对国外品牌的“入侵”。

在2008年,国内光伏最初起步,其时国内市场基本为海外品牌垄断,SMA, SIEMENS, KACO,施耐德,POWERONE等品牌主导国内项目的圈地运动。当时国内企业不断地寻求突破。其时项目规模并不大,达到几百KW就可以说是大项目了,第一次国内品牌实现正面交锋的突破,是在2008年年中,阳光电源在竞标中战胜当时不可逾越的国际巨头,并凭借价格优势不断扩大战果,最终实现对海外品牌的围剿,同时也带动了一些嗅到商机的国内企业进入光伏逆变器细分行业。

相比大机的处境,小机从无到有却是在“打酱油”的过程中逐步得到了欧洲、澳洲等市场的认可。2009年底,多晶硅结束暴利时代后,价格下调了近80%,使得光伏成本大幅下降,按照之前成本计算的补贴,在当时显得极具吸引力。市场开始抢装热潮,在SMA、KACO、Refusol等国际厂商的产品被抢购一空后,欧洲和澳洲市场颇为不情不愿的接受了中国企业,从此中国的大机和小机一发不可收拾,而在以家庭屋顶电站为主的澳洲市场,基本支撑了整个中国小机出口应用的90%。

艾索新能源,后来与兆伏合并为兆伏艾索,再后来被SMA收购。董事长宁宁美丽而强势,自称草根出身,2009年与“发小”留德博士赵磊等人共同成立艾索新能源,产品甫一出来,欧洲市场旋即打开。宁宁想到了光伏行业触底后会有所反弹,但没想到会来的这么快,这么迅猛。2009年底至2011年底,逆变器行业最美好的一条“大龙”,艾索从头吃到尾。但在是否做大机方面,宁宁与赵磊理念不合,同样倔强的两人分道扬镳,宁宁选择了与戴国锋合作发展大机,赵磊则远走他处,后与苏州成立欧姆尼克。

山亿新能源,则是无心插柳柳成荫。原本是准备供给韩国市场的逆变器成了澳洲市场“隐藏的冠军”。出身中科院,在外企和澳洲做了8年电子电力工作的老板崔佩聚怀揣着梦想在2008年与山亿电子合资成立山亿新能源,落户无锡。开始目的很简单,提供高质量、低成本的光伏逆变器满足当时韩国蓬勃发展的光伏市场需求。2009年的韩国大邱展热闹非常,LG、三星都纷纷设展,但是展馆中最多的还是中国面孔,笔者当时粗略估算大概有300家中国企业。

但山亿的第一个客户却是个德国人。当他们推出第一代面向家用的单向逆变器Solar river后,韩国市场萎靡不振,大邱展风光不再。山亿电子的韩国销售渠道优势不再,但欧洲市场却打开了大门。在亲自验厂之后,德国客户对山亿下了第一批500台逆变器订单,通过德国市场这个跳板,进而在意大利打开局面。2011年,山亿接连得到两家投资公司的融资。

丁永强,古瑞瓦特总裁。是这三个企业领袖里面最年轻的,80年生人,理科男。履历简单:2005年毕业就进入伊顿电气从事进行光伏逆变器研发。见到外国同事对中国逆变器产业的不屑,刺激他在2010年联合几位同学和好友在深圳创办了古瑞瓦特新能源有限公司,“古瑞瓦特(Growatt)”,意即给客户“增加发电量”。在笔者的调查中,古瑞瓦特的技术在业内有口皆碑。截至目前,古瑞瓦特全球出货总量达到了1.5GW,在澳洲和欧洲等主要海外市场占据国内出口第一的位置。

洪伟,清源光电总裁,7年前受邀从澳洲回到厦门高新区创业,生产小机和支架。7年后,清源科技计划给厦门高新区政府每年带来1.5亿度的清洁电力。清源在澳洲等地的业务拓展顺利后,也计划转型做EPC和BT,提供前期项目开发、中期EPC和后期运维相结合的产业模式。清源光电在与各家中广核、中节能都有合作,尤其以中广核联系紧密,双方正在云南计划共同建设300MW光伏电站。同时中广核有项目负责人称今后将与清源有更多全方位的合作。

上述四个企业家无疑是幸运的,无论是做管理、搞研发还是相近的行业,他们的幸运之处并不是早,而是恰到好处。几乎都是刚刚做出产品,海外市场就出现缺口。但2009年中国市场开启后,小机在国内的路子一直走得磕磕绊绊。同时这时国内市场已经由中国企业掌握了话语权,笔者曾于2010年询问过一些国际逆变器厂商是否有进入中国市场的意愿,他们的销售代表连连摇头,能感受出笑容里有对尚未开启的中国市场的不屑,也有对价格战的有心无力。

第二次战争:大机性价比取胜,小机“农村”包围城市

时间跳到2010年后,产能和政策双重影响,组件已呈过剩态势,逆变器企业仍然如雨后春笋,纷纷出现,据不完全统计,仅国内就有300余家逆变器厂商,往往一个项目,投标企业多达数十家。因此,继组件价格跳水后,逆变器价格也急剧下滑。这时除艾默生外,几乎所有的外国逆变器厂家都放弃了中国市场,而艾默生逆变器业务是收购在国内扎根多年的华为电源事业部(安圣电气)改编而来,一直自认自己就是个本土化的公司。

2010年科诺、京仪绿能、阳光电源、能高自动化等企业配合金太阳统一招标,推出了逆变器相关规范,规范市场的同时,也提高了逆变器市场的门槛。而组件方面则由英利领衔,海润和上海太阳能科技三家上榜。2010年的金太阳的统一招标,虽然是不合理政策下的不合理做法,次年,统一招标就因为反对意见强烈废除,但仍然具有一定意义:且不提阳光龙头、英利这些业内龙头,科诺有着中科院电工所背景,京仪绿能归北控集团所有,从质量到规模,都是业内佼佼者。

海外厂商大机工业品的产品卖出艺术品的价格,让中国厂商看到了市场契机。海外品牌价格奇高,对市场需求反应迟钝傲慢,在此情况下,阳光电源迅速崛起,撕开国际品牌垄断的市场并获得成功。阳光电源的成功引来更多的国内企业迅速跟进,由于注重短期效益,以牺牲产品长期稳定高效为代价的低价,一定程度上引起了市场环境的恶化。现在西北等地一大批2011年前后做的电站已经出现问题。反映在逆变器上的多数是零部件质量差和散热设计不合理,而当时的短视的供应商,早已退出了市场,业主不得不重新购买逆变器更换,付出了沉重的学费。

在逆变器活跃厂家多的时候,有很多企业赔本赚吆喝的行为,让阳光电源非常头疼。单纯陷入价格战,不仅不利于企业自身和电站长期运营,更将使整个逆变器产业陷入混乱和缺乏发展后劲,从而必将影响整个光伏行业的产业健康。

电企在推动光伏电站建设以及降低成本方面功不可没,但也带来一些隐患。电企之前大多采取火电的招标办法:一次性将几百MW甚至上GW的量在年初锁定。客户的心理预期,往往是在比较了很多小厂急于成单而爆出的不合理报价后形成,对于阳光电源等逆变器大厂来说,这些客户属于不得不做的鸡肋,而另外一些价格实在太低的项目,很多小厂拿到后,除核心零部件外,几乎什么都敢换国产的便宜货。要知道,阳光电源这样的大厂起码还有规模优势,小厂是连这个优势都没有的。

数年时间,大型逆变器价格从每瓦2块降到目前的3毛,大多数抱着投机心态的企业退出了大机市场。目前大型逆变器生产企业佼佼者不过十余。

很多国外的逆变器厂商,进到中国来不接地气,醉心于将逆变器认定为高附加值,高利润的产品。但逆变器从本质来说并没有什么核心的差别,核心零部件也高度集中于英飞凌、ABB、西门子等几个少数厂家,逆变器厂家的差别大多在于拓扑结构、零部件质量、应用设计和生产管控,在不考虑产品应用积累和未来持续升级的情况下,没有哪家的逆变器是不可替代的,所以逆变器价格才会快速下滑。

日本大机厂家TMEIC也试图在中国光伏市场分一块蛋糕。这家有着东芝和三菱血统的公司已经做到全球逆变器销售额的第五位,目前正在试图寻求最符合中国市场情况的方式进军中国市场。从价格到日系企业的强项服务,TMEIC是目前看来有望掌握中国光伏市场游戏规则的外国企业。

无论如何,中国的大机依靠价格全面扭转了海外品牌垄断市场的局势,尔后靠着应用经验,进一步提升质量。凭借市场的主动选择和与市场的良性互动,在之后的市场发展中,大机的发展和积累也就更为突出。从几个方面看,这期间大机的发展有如下几个方面:

电网稳定性要求出发:大机先后经历了低电压、零电压、高电压穿越、大面积脱网事故检验、有功无功调度支持、谐波要求等,不断提升逆变器技术门槛要求和实际应用案例参考。

环境要求:市场多为高海拔、温差大、风沙大等恶劣环境,逆变器在隔热、散热、防尘、高温降额等应对自然环境要求越来越高。

整体方案及成本:汇流、配电、逆变、升压、通讯等各个方面的整合和提升,以及对用户的电站建设、维护检测成本降低。

把视角转到小机这里。中国的小机厂家在澳洲等家庭住宅电站和工商业屋顶电站为主的地区站稳了脚步,荷兰、丹麦东南亚、东欧以及非洲等地多点开花。在澳洲、荷兰等几个地区,中国厂家已经占据绝对优势。小机对于外观和服务特别敏感,且基本上是通过分销商渠道进行销售,安装商进行安装和服务。中国品牌进入欧洲,最大的障碍在于突破分销商渠道和提供完善的服务。由于资源有限,大家都考虑聚焦重点市场: 山亿重点聚焦了英国小机市场,欧姆尼克聚焦荷兰市场,2013年销售额突破1亿元;而阳光重点从欧洲的光伏中心德国进行突破。于2010年成立分公司,30kW组串型中功率产品2013年一口气销售了7000多台,销售额2亿元。山亿、欧姆尼克等企业也通过澳洲等市场确立了“江湖地位”。尤其是古瑞瓦特,2011年在澳洲市场份额超过SMA、施耐德等国际厂商,当年海外销售额实现2亿元。中国企业已经完成“农村包围城市”的工作,下一步做的就是如何进入传统的德国以及新兴的日本和美国这几个主流市场。

在美国双反、德国也对组件限价限量后,国外客户也对价格越来越敏感,在德国、意大利市场,客户为了平衡组件涨价带来的成本问题,也在越来越多的考虑着中国品牌。古瑞瓦特总裁丁永强称2014念海外逆变器市场仍然会保持3%的降幅,因为国外逆变器厂商几乎已经全线亏损,而国内逆变器价格降幅可能达到15%。

我们再来看看这时期的创业英雄。

赵磊,欧姆尼克总经理,在德国攻读博士时所学就是逆变器专业。毕业后进入一家逆变器企业工作,从事研发,后进入博世公司做管理。2009年,赵磊与宁宁等人共同创办艾索新能源,后如上文所写,二人分道扬镳后赵磊在苏州白手二次创办了欧姆尼克。

此时逆变器刚过遍地黄金的时候,无政府支持、无资金、无人员,在天时地利人和一样都不沾边的情况下,在质量、营销和成本方面取得了突破,通过荷兰市场的突破,到现在已经连续几个月成为国内小机厂商月出口冠军。赵磊每次出国都会带一个外壳用透明有机玻璃做的逆变器,重18公斤,直接给客户看内部结构和标注核心零部件,赵磊是笔者见到国内工科出身的老板中最懂销售的。

欧阳家淦,三晶新能源副总经理,跟赵磊是老相识。同样工科出身,目前正在邀请他的导师中央千人计划专家、IEE院士林峰教授共同研发智能电网控制解决方案。三晶之前一直给昱辉做代工,日前爱康成功收购昱辉的200MW光伏电站,从侧面印证了三晶逆变器的质量和性能。

孟广敏,艾伏新能源总经理,长期驻扎欧洲负责开拓当地市场。艾伏逆变器比较中规中矩,不标新立异,但是很严谨,在英国、荷兰、丹麦等地都颇有市场,日前也刚刚把小机卖给了日本客户,这是很难的。日本市场有多难进?保威新能源的市场总监史莉回忆她的日本客户从课长到社长,层层验厂,谈判,磨合了三年才达成支架合作协议。而TMEIC(东芝三菱合资公司)一家占据日本地面大机的50%份额就可以想象这个市场的封闭程度。

孟广敏坦言到现在也在看国内市场,但是仍然感觉有点水土不服。“我近年一直生活在海外,客户也大多是外国人,做事直来直往。”他说对中国式商业往来有点不适应。“拼价格、账期这些东西,我们做不到无底限。”

上述几个企业都是在捞金狂潮过后进入逆变器业务,市场不再是保温箱,而是试金石,取得成功殊为不易。

随着市场竞争越来越激烈,在逆变器环节上战略眼光已经不如资本、技术实力重要。5000万,甚至如欧姆尼克般500万创业成功的例子,已经很难复制了。市场即将迎来第三个阶段。

地面电站:小机的新应用?

小机厂家还有更大的野心:取代大机,占领中国的地面电站市场份额。

这并不容易。

它们有前辈已经死在路上。Danfoss,有着丹麦血统的最优秀组串式逆变器厂家之一,也是国内最早推行分布式的公司。他们保持着组串式单体最大光伏电站的记录——80MW,技术也被业内认可。但就是这样一个公司,在国内直接过寥寥几个5MW级以下的订单,最后折戟沉沙,中国公司被砍。甚至海外Danfoss品牌也被其他厂商收购,曾经有的记录并没有带来市场的认可和成功。

笔者分析了小机难于推广的原因:

首先,初始成本高,大机每瓦1块钱的时候,小机2-3块钱。2013年大机每瓦4毛钱,小机1.1元,现在大机的成本在3毛左右,个别可以谈到2毛8,小机6毛。以去年光伏电站每瓦成本8.5元计算,成本提升8%,今年这个差距缩小到4%左右。业主方对于初始成本大多极为敏感,同时许多业主方将EPC业务外包,除小机往往进不到业主方的采购短名单之外,承诺价格后,EPC方也不会主动提高系统造价。

其次,小机的应用缺乏市场需求,不论在欧洲还是澳洲,业主都只在屋顶电站应用时选用小机,鲜有大型地面电站案例。在国内,在大型荒漠电站应用环境,以及在强势的电网接入要求下,业主也是几番比较后选定大机,即使是早期的大型屋顶电站金太阳项目中,大机还是市场的首选。大部分小机厂商在做分布式时,想与电企合作时,临时抱佛脚,“烧香都找不到庙门”。而部分小机厂商如山亿新能源、古瑞瓦特也生产大机,对小机推动力也不足。

而Danfoss曾经遇到过的另一个问题也摆在小机厂商面前:用户的惯性思维以及对新事物了解不够,在地面光伏中大机占据统治地位的时代,不少的分布式屋顶项目都采用的大机。天合中国市场南区销售总监曾义说:“我在一个项目现场,看一个屋顶边上有个大烟囱,问项目业主说这个怎么不用小机,客户说屋顶这么大,那点地方不做就是了„„。”小机厂商往往因为在行业内发不出自己的声音而直接被客户拒之门外。

同时,地面电站采用组串式逆变器导致谐波过多,会降低电能质量。特别是在大量应用组串逆变器后,电网容易出现谐振状况,造成停电保护等大事故,这也是国家电网最为担心的情况。国外大于10MW的电站几乎清一色选用大机,也是出于这方面的考虑。

华为的出现,让市场再次审视小机。

5月的SNEC,最热的三个话题:资金、分布式、华为。

华为公布的数据显示,2013年作为华为逆变器发展元年,当年出货量达到1GW。华为在逆变器本身的创新主要来源于信号基站设备应用和积累。“都说光伏应用环境恶劣,但我们做的信号基站有时环境恶劣的多,而且也不会像光伏电站这么频繁的维护,所以对设计和品质要求更高。”华为市场总监许映童说,“我们在深圳有个部门专门搜集全球各地项目出现的问题,在设计逆变器的时候,就参照我们过去犯过的错误和各种环境下电子元件的工作和老化情况。”

所以设计逆变器方案之时,华为做了三项重大调整:重新设计了散热方案;不用直流熔丝接地,避免直流拉弧故障引起火灾,取而代之的是华为专利的智能残余电流检测RCD及电路切断技术,也避免了可能引起的电击事故。据《光能》和solarbe.com联合调查的结果中,国内光伏电站电击事故已经屡有发生,笔者朋友公司的一个同事,在检查一个屋顶分布式光伏电站时,手无意中触摸到电池板,瞬间被电流弹开,如果不是被其它同事拉住,就要从六楼摔下,酿成惨剧。

第三点改进是华为采用了硅元器件替代了铜制元器件,从而实现逆变器25年寿命的承诺。

在市场方面,华为的500MW小机大多发往约旦、罗马尼亚、喀麦隆、西非15国等,在这些地区的知名度,华为是远超SMA等纯粹的逆变器厂商的。而在中国市场,包括英利CEO苗连生在内的多少中国企业家奉任正非为最尊敬的企业家,《华为的冬天》等文章,也成为企业居安思危的新《圣经》。华为,在市场方面有着天然统治力。

目前华为又接连签订了4GW左右的战略协议,其中1.3GW的订单(非合同)。虽然最终落实多少需要看项目具体执行情况,但目前部分用户的热情已经被点燃了。

欧姆尼克在最近的一次发布会上,除了介绍自己逆变器的wifi和监控技术之外,也对比了组串式相比集中式的发电能力的提高,跟华为相似的,发电量提升5%左右。

改进型大机:未来的中流砥柱

逆变器市场跟组件不同,类似互联网产业,只认老大,而且客户都是一样的“没良心”,缺乏忠诚度。近几年大机市场一直波动很厉害,除了阳光始终稳坐钓鱼台,高居榜首,其它企业排名调整幅度非常大。(历年出货量排名,2013年第二名特变电工,第三名艾默生;2012年第二名特变电工,第三名艾默生;2011年第二名艾默生,第三名兆伏)有企业战略、质量/设计因素、自产自销等原因。排名前十的大机厂商中,特变电工得益于集团在西北地区如火如荼的地面光伏电站;正泰逆变器在北美市场反响不错,国内也有正泰太阳能助其消化产能;南车近两年销量大幅上升的一大重要原因是从2009年开始做的很多铺垫工作,如同三峡新能源的合作已经陆续铺开;科诺伟业则是靠着EPC提高逆变器的销量;艾默生则市场份额有所下降。

而南车也刚刚和协鑫新能源签订了三年共同开发1GW光伏电站的目标。株洲南车时代电气总经理任其昌称南车此举并不只是为了逆变器销售,而是希望在新能源产业走的更快、更远。今年计划交付400MW的光伏电站,但从目前各省缓慢的审批进度来看,难度颇大。

另外阳光电源的市场化程度也是这些企业里面最高的之一。现在许多逆变器厂商在利润低下、竞争激烈的市场环境下选择了EPC+产品的模式。如特变电工2013年逆变器销量约1.2GW,其中自己的EPC项目就做了近1GW。而阳光出货量3.5GW,虽然也开始从事EPC业务,但去年阳光都没有能够排进国内EPC前十。目前虽然还不能确定特变电工用的都是自己的逆变器,但在《光能》&Solarbe.com的联合调查中发现,大多数逆变器厂商的电站项目是要用自己的产品和EPC的。一位知名逆变器厂商的工作人员对笔者说:“你说我们现在算是什么公司?虽然是做逆变器,但利润的九成都来自EPC。”一句话道出目前大型逆变器厂家的窘境。

正因为如此,面对小机“群狼”的围攻,笔者认为阳光的压力是最大的,在不能像特变、科诺、南车那般通过EPC业务确保逆变器选择的情况下,阳光电源的大机市场份额将直接受到小机挑战。

“选用什么逆变器方案,取决于所应用的电站的多方面因素,是由客户和市场决定的。”阳光电源光伏事业部总经理程程说,“我们对小机的研究和应用经验积累丝毫不输于我们在大机领域所获得的成就。我们仍然认为地面电站还是适合使用大机,小机方案还是要着力在中小型屋顶项目里展现优势。”从创立迄今,阳光电源一直是中国逆变器行业稳定,坚实的推动力,但在舆论宣传上,学者型的企业往往表现更加内敛,以至于业内少有人注意到阳光电源在2003年就已经应用小机,且其主力机型SG30KTL在推向市场不到一年的时间里全球累计应用超过10000台。

在详细对比二者优劣之前,公布笔者调查得到的结论:小机在部分新兴市场应用中有其优势所在,而大机在传统的大型规模化地面应用中综合表现更强。

在笔者看到小机厂家所做的各项数据对比中,大多数是用几年前的大机性能对比最新型的小机,同时价格和技术路线也都是早前的,这有点类似对比两国军力时,用自家的太空武器去比较对方的二战时代的武器。而大机厂家这几年新推出的产品,已经远超前代性能。

用发展的眼光看待大小机的应用,是形成行业默契,稳定市场的关键。应该看到,小机在今天也在走大机几年前走过的提升单机功率的必经之路,甚至某些功率段的产品,以前是大机,而今天已经是小机了;而大机也在由单MPPT发展成为了多MPPT机型,模组化大机产品在综合优势方面又更进一步。

日前有企业撰文提醒电站业主传统的箱式逆变站存在使用寿命短,通风散热差和维护困难。而阳光则直接以推向市场半年及销售超过1.5GW的——SG1000TS的突出市场表现予以回复,其灵活四面开门和内置可选直流配电及通讯设备,安装维护的便利性尤为市场认同;基于最小标准集装箱的专利风口、隔热、组合散热设计,“散热、防尘、维修”三大难点,被阳光突破性改进所化解。

再比较组串式逆变器津津乐道的多点MPPT解决方案,实际上大机也有。阳光电源2014年5月推出的SG1000TS-M就具备8MPPT的技术,可以覆盖数种不同发电环境,一方面兼顾了光伏组串失配带来的功率损失;另一方面更是可靠满足电网的稳定性要求。对于地面电站和山坡和丘陵的应用都很适合,散热和维护更有提升。散热方面,由于采用智能风冷方案,具有更好的过载能力,集装箱本身就是一个天然的隔热层,无论冬天还是夏天。都比小机的裸奔要舒服一些。SG1000TS的维护十分快捷,直接插拔功率模块就可以完成。十分钟搞定。特别是在保修期后,相比于小机的整机更换,显得更加有经济性。

小机与大机之争,也就是光伏在不同环境下应用的方案之争,二者之间的交锋,似乎还要持续下去。无论如何,我们都很乐于看到不同技术路线互相砥砺,互相进步。甚至偶尔的“拆台”也是促进行业快速发展的一大法宝。

更大与更小:超大尺寸和微逆

SMA在最近6月初的intersolar展会上,隆重展出了2.45MW的整体解决方案。即使是在去年兼并Danfoss光伏逆变器部门后,这款象擎天柱的大块头仍旧是占据了SMA展台的中心位置。直到展会第一天的上午,才揭开面纱,和大家见面。

GE已经宣布和美国First Solar合作完成了1500V直流 2MW功率等级光伏逆变器的研发工作,并将批量应用于电站中。

微逆以美国的Enphase一家独秀,占据北美微逆市场的80%。但国内的一些微逆厂家也发展不错,以浙江昱能,青岛北电,上海英伟力为代表,2013年开始都有不俗的表现。

针对当今大机和小机在全球所实际被选用的情况,笔者也收集到了相关统计数据,以全球范围、中国、德国、美国四个市场大机小机在不同类型电站应用比例现状来看,各市场现阶段对不同的方案所适用的电站类型判断和选择基本一致。

大机和小机之争,虽然是技术路线之争,最终还是得由市场这个唯一标准进行。正如我们开篇所说的博派和狂派的胜负,并不在于双方打得多凶,而是看地球人类的选择。

鸣谢:本文感谢阳光电源光伏事业部总经理程程、欧姆尼克总经理赵磊、古瑞瓦特总裁丁强、山亿新能源市场总监李小愿、以及三晶电气副总经理欧阳家淦先生和艾伏新能源总经理孟广敏先生等人的大力支持

第二篇:华为光伏逆变器MPPT技术对系统发电量的影响

华为光伏逆变器MPPT技术对系统发电量的影响

在光伏系统中,逆变器的成本不到5%,却是发电效率的决定性因素之一,当组件等配件完全一致时,选择不同的逆变器,系统的总发电量有5%到10%的差别,这个差异的主要原因就是逆变器造成的。而MPPT效率是决定光伏逆变器发电量关键的因素,其重要性甚至超过光伏逆变器本身的效率,MPPT的效率等于硬件效率乘以软件效率,硬件效率主要由采样电路的精度,MPPT电压范围,MPPT路数来决定的,软件效率主要由控制算法来决定的。

最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)是光伏发电系统中的一项核心技术,它是指根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列始终输出最大功率。

中国光伏市场的爆发,促进了光伏逆变器的发展,各种技术层出不穷。目前使用的有集中式逆变器,单级组串式逆变器,双级组串式逆变器,集散式逆变器,高频模块化逆变器,MPPT的技术也是多种多样。

逆变器MPPT技术的多样性,给电站设计带来了极大的便利。结合实际,科学设计,不同的地形,光照条件,选择不同的逆变器,降低电站成本,提高经济效益。山丘电站和屋顶电站,存在朝向不一致和局部遮挡的现象,且不同的山丘遮挡特性不一样,带来组件失配问题,建议选择多路MPPT,电压范围宽的双级结构的逆变器,可以增加早晚发电时间。平地无遮挡,光照条件好的地区,建议选择单路MPPT,单级结构的逆变器,可以提高系统可靠性,降低系统成本。深圳恒通源公司作为华为智能光伏电站解决方案的授权经销商,依托华为强大的研发和综合技术实力,提供包括智能逆变器部件、通信系统电站管理及运维系统等智能光伏电站整体解决方案,帮助客户化繁为简,实现“高效发电、智能营维、安全可靠”的价值,支持客户的“高收益、可运营、可管理、可演进”的智能化光伏电站发展战略的实施。

第三篇:分布式光伏发电系统用储能逆变器技术条件-中国国家认证认可监督管理

分布式光伏发电系统用储能逆变器技术条件

认证技术规范编制说明

一、背景

根据能源局发布的《太阳能发电发展“十二五”规划》为实现光伏发电较大规模发展目标,到 2015年底,太阳能发电装机容量达到2100万千瓦以上,年发电量达到250 亿千瓦时。重点在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统,建成分布式光伏发电总装机容量1000万千瓦。在青海、新疆、甘肃、内蒙古等太阳能资源和未利用土地资源丰富地区,建成并网光伏电站总装机容量1000万千瓦。

储能逆变器作为分布式光伏发电系统的最关键电力转换设备,其可靠性与耐久性直接影响着光伏电站的运行安全和收益率。目前,我国光伏并网逆变器质量检测主要依据CNCA/CTS004-2009A、CNCA/CTS0006-2010标准对并网逆变器进行安全、并网和电磁兼容测试。近年来,随着分布式光伏发电系统的建设和使用,分布式光伏发电系统用储能逆变器的安全、性能、可靠性等方面越来越受到企业和用户的关注。然而,国内目前尚没有机构开展针对分布式光伏发电系统用储能逆变器技术条件检测标准研究工作。

二、与相关法律法规的关系

本规范遵守现行法律、法规和强制性国家标准,与它们相符合,无冲突,相关指标符合目前我国光伏产业实际情况。

三、与现行标准的关系

目前,我国还没有光伏并网专用逆变器的国家标准、行业标准,有关光伏并网的标准有 GB/T 19939-2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》,这两个标准主要是从光伏并网系统的角度出发,对逆变器提出了部分有关电能品质、安全保护功能提出了要求,但是并不全面,尤其是缺少绝缘耐压、孤岛效应、电磁兼容以及环境试验,而这些项目直接应到光伏并网系统的持续、安全和可靠运行。光伏并网逆变器金太阳认证所采用标准为CNCA/CTS004-2009A并网光伏发电系统专用逆变器技术条件、CNCA/CTS0006-2010光伏发电系统用电力转换设备的安全。两个标准规定了并网逆变器的安全性能、并网和电磁兼容要求,却不能完全覆盖分布式光伏发电系统用储能逆变器的全部技术要求。

为此,标准起草小组参考了大量国内外有关标准,如UL 1741:1999《独立电力系统用逆变器、变换器、控制器》、IEC 61727:2004《光伏系统 供电机构接口要求》、IEEE 929:2000《光伏系统供电接口操作规程建议》、AS 4777.2:2005《通过逆变器连接的电源系统的并网 第二部分:逆变器要求》、IEEE 1547:2003《分布式电源与电力系统进行互连的标准》、IEEE 1547.1:2005《分布式电源与电力系统的接口设备的测试程序》,特别是IEC刚发布的IEC62116《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》制定了此认证技术规范。

四、主要起草单位情况简介

1.中国质量认证中心是由中国政府批准设立,被多国政府和多个国际权威组织认可的第三方专业认证机构,隶属中国检验认证集团。从事太阳能光伏、光热等新能源和可再生能源产品标准研究和产品认证的第三方认证机构,在新能源领域开展的主要认证服务包括:太阳能光伏产品、太阳能光热产品、储能及动力电池等。

2.中国赛宝实验室,又称“中国电子产品可靠性与环境试验研究所”、“工业和信息化部电子第五研究所”,简称为“赛宝”或“五所”或“电子五所”,始创于1955年,是中国最早进行可靠性研究的权威机构,直属于工业和信息化部的事业法人单位。

赛宝总部位于广州市天河区,在香港设有专业实验室,在苏州设有华东分所,在重庆设有西南分所,在宁波建有LED专业实验室,在佛山建有光电专业实验室与校准实验室,占地面积20万平方米,科研生产用房面积11万多平方米;有各类试验设备、分析测试和计量仪器7000多台(套),固定资产达到10.14亿元,在广州、海南万宁、西沙群岛、拉萨分别建有不同气候环境条件特点的天然暴露试验站,可按GB标准、GJB标准、ISO、IEC标准等开展电子信息产品的可靠性、环境适应性、能效、环保、安全、电磁兼容、失效分析等综合质量保障,具备从元器件到设备系统、从硬件到软件的产品检测评价、试验分析以及认证、计量、培训、标准、咨询等技术服务能力,综合实力国内领先,是国内电子信息行业最大的支撑政府和服务行业的共性技术服务机构。

五、主要技术内容和数据验证情况

分布式光伏发电系统用储能逆变器技术条件是研究具有储能装置的逆变器在安全、性能、EMC、可靠性方面应具备的最低要求,制定出符合分布式光伏发电系统使用的储能逆变器检测方案或规范。

(1)综合考虑我国分布式光伏发电系统的特点,优选出对储能逆变器性能参数要求高的代表性光伏发电系统,作为试验地点;

(2)调研所选区域的分布式光伏发电系统的性能、安全、EMC、可靠性特征,与不带储能环节的光伏发电系统进行比对分析,确定影响分布式光伏发电系统用储能逆变器安全的关键因素;

(3)建立实验方案并搭建检测平台针对上述确定的关键因素进行评估,最终确定操作性较强的检测规范。

(4)结合并网光伏逆变器的性能、安全、并网、EMC要求,综合考虑储能变器与并网光伏逆变器的异同点,制定分布式光伏发电系统用储能逆变器技术条件、试验方法与判定依据。

中国质量认证中心 2013年4月17日

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