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王浩:大型光伏地面電站1500V系統(tǒng)應用

   2015-10-21 北極星太陽能光伏網(wǎng)2960
核心提示:尊敬的各位來賓,大家下午好,我是天合的王浩,很高興有這個機會跟大家做一個分享。也歡迎大家來到這個美麗的城市烏魯木齊參加我們這個主題為

尊敬的各位來賓,大家下午好,我是天合的王浩,很高興有這個機會跟大家做一個分享。也歡迎大家來到這個美麗的城市烏魯木齊參加我們這個主題為《電站質(zhì)量和設備選型》的研討會。其實提到電站質(zhì)量,我們的目的是采用性價比較高的部件和我們的應用方案,來搭建我們質(zhì)量可靠的電站。同時在這個電站運行20年到30年的時間里面,我們可以獲得一個穩(wěn)定的發(fā)展收益,同時可以達到預期的收益。

今天在這里跟大家分享一個設備選型,這個設備選型是我們的一個1500伏的系統(tǒng)方案。這個系統(tǒng),在提高我們的電站質(zhì)量的同時,還可以起到幾個作用。一個是降低我們的系統(tǒng)損耗,降低我們的維護成本,同時更重要的是,可以降低我們的初始投資。

首先我們可以看到,今年6月份,三部委聯(lián)合發(fā)布了一個關于促進先進技術應用和產(chǎn)業(yè)升級的一個意見。在制定意見的同時,也制定了一個相應的計劃。這個計劃包含幾個內(nèi)容,其中包含這個系統(tǒng)效率,首先是不低于81%。對于組件而言,組件的功率要高于270瓦。逆變器它有一個零電壓穿越的要求,對于最高轉(zhuǎn)換效率要求不低于99%,還有一個綜合效率不低于98.2%。我們可以看到,這個計劃,它有利于推進我們?nèi)袠I(yè)的基礎升級,淘汰落后產(chǎn)能。

同時我們也看到,部件選型變得更加坎坷,這個會帶來什么影響?會使我們的成本更貴,因為部件更貴了。這個就增加了我們的采購成本,所以我們需要有一個更加質(zhì)優(yōu)、價低的解決方案,來對我們的計劃做一個有利的控制。這也是為什么我們要去選擇這個1500V的原因。這個1500V的系統(tǒng),不僅適合于我們這個計劃,同時它還適用于我們所有的大型地面電站。

剛才陽光電源張總的報告也提到了1500V的內(nèi)容,給我做了一個很好的處理。其實現(xiàn)在業(yè)界對于這個1500V都是普遍關注的。首先我們來看它是我們技術革新是必然的發(fā)展方向,其次它還降低了初始投資,降低各種損耗,方便維護等方面,它是有明顯優(yōu)勢的。下面的話,我們來看一下它能解決哪些具體的問題?

第一個問題,這個系統(tǒng)的成本需要我們用一些新的技術,來延續(xù)我們成本下降的趨勢。大家可以看這個表,這是統(tǒng)計的2009年一直到2019年,全球和中國市場的一個光伏需求,這個報告來自于我們的第三方的機構(gòu)??梢钥吹娇傮w的這個趨勢是增加的,然后根據(jù)工信部的一個報告,截止到今年6月份,國內(nèi)累計共建成地面電站30GW。分布式5.7個GW,所以累計的話,總共是35.8個GW的樣子。那這個數(shù)字,是我們2010年0.97瓦的40倍的數(shù)值,可以看到這個快速增長期是在2011年到2013年的時間段,這是為什么?

一方面,它是由于來自我們政府的補貼這方面的支持。另一方面,它來自我們成本的下降。大家都知道,組件的成本占到我們系統(tǒng)成本的55%以上,而這一部分的成本,又占到了組件成本的40%以上。那么說到硅料的話,我以多晶硅為例??梢钥吹?,從2011年到2013年,硅料的成本下降到65%,后面趨于平緩。組件的成本,在2013年以前,主要是依托于多晶硅的下降,它會帶動組件價格的降低。

在2013年之后,主要這部分組件價格的下降來自于像背板、DBA、背板玻璃等這些材料的下降。其實這些材料的下降空間比較小,所以組件的下降空間也會比較小,或者趨勢趨于緩慢。可以通過一些像提高組建的功率的方式去攤薄這些成本,然后達到這個組件成本下降的一個目的。

第二個來說,基于當前的技術,后期我們光伏系統(tǒng)的成本下降,趨勢也是越來越平緩。而且隨著補貼政策的逐漸下調(diào),2016年到2017年的時候,又會進一步下調(diào),這樣對我們的電站收益會進一步下降。這樣就對我們電站投資的熱情會產(chǎn)生一個不利的因素。這是從我們能源局規(guī)劃到2020年,我們總的國內(nèi)的容量100GW以上的一個目標,這是違背的。

所以,如何在保證電站質(zhì)量和長期收益的前提下,來進一步降低我們的初始投資,進一步降低這個成本,那需要向1500V的基礎革新,來維持這個光伏的成本下降,使得我們光伏行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展。另外,第二個問題。可以看到,電站的單機容量也是變得越來越龐大。剛才陽光也提到了,現(xiàn)在據(jù)國內(nèi)的市場的初期,常見的電站規(guī)模還是十兆瓦級,可能是幾十兆瓦級的量。那一般是采用1MW的設計,經(jīng)過多年的發(fā)展,現(xiàn)在的話我們這個電站已經(jīng)向一百兆瓦級的容量進行遷移。

根據(jù)第三方機構(gòu)的預測,后面五年的時間,仍然是以大型的地面電站為主,我們可以看到這個地面電站仍然是占到三分之二的比重。對于這些百兆瓦級的電站,經(jīng)過專業(yè)機構(gòu)的預測,它需要將我們的容量提升到2兆瓦到2.5兆瓦的范圍內(nèi),才能達到最佳的平衡點。這樣來說就需要大功率的逆變器,進行一個對應。而大功率的逆變器,它的電壓需要往上調(diào)到1500V才能進行匹配。這個就是面向大型地面電站的集約化的一個設計方案。

以逆變器廠家為例,代表的是陽光電源和SMA,它們的一個2兆瓦和2.5兆瓦的這么一個解決方案。可以看看PPT的圖,左邊的系統(tǒng)是1000伏的系統(tǒng),然后這個10兆瓦的區(qū)域,它是用了10臺1兆瓦的逆變器。右邊這個圖,它顯示的是1500V的系統(tǒng)??梢钥吹剿挥昧?臺逆變器,這個數(shù)量和我們使用部件的數(shù)量就會大大的減少。

當這個電站容量增加到100兆瓦級的時候,這個數(shù)量并沒有整體的增加,還是維持在幾個人、十幾個人的樣子。如果還是用1兆瓦的單元的話,就會帶來一個維修量。那樣的話,地面的人員不能去進行電站的故障排除。今年中部省份的一個電站,我去了他們監(jiān)控室看了一下,平均來看電流是7點幾安培,我看到有5安培、6安培的情況發(fā)生。我就問他們,我說這個是什么問題?他們說不知道,因為還沒有時間去查。他們要等到這個發(fā)生足夠多的時候,才能集中去排查。

但是我們也可想而知,在這個過程里面,實際上他們是產(chǎn)生了很大的損失,因為他們沒有及時排除這些問題。如果采用1500V的2兆,或者2.5兆瓦的方案的話,就可以大大減少他們的工作量,讓我們這些維護人員有能力,比較有意愿去及時排除這些故障。所以1500伏的系統(tǒng),它可以帶來我們初始投資的降低,并且可以降低我們系統(tǒng)的損耗。

什么是1500伏系統(tǒng)?這個地方我也做了一個介紹,在系統(tǒng)中,我們會用到線纜、逆變器等這些部件,我們?nèi)绻f把它的耐壓從1000伏提高到我們的1500伏,對應的就是1500伏的系統(tǒng),可以看到組件的數(shù)量,從原來1000伏的時候,比如說原來是22片,就會擴充到34片,對應我們這個組建也需要通過1500伏的認證。對應這些線纜的話,還要去實現(xiàn)絕緣層加厚,或者去改變絕緣層的材料。那么對于逆變器的話,它要去擴容,提高電壓,對于滯留部件的話,要考慮到它的一些設備的安全性問題。

來自于國際的一個報告可以看到,市場上現(xiàn)在對于1000伏及以上高電壓,如1500伏這種系統(tǒng)的關注度會越來越高,而且根據(jù)一個預測,這種市場需求會率先在北美這邊開始,北美會成為1500伏的一個主市場。我也希望咱們中國和北美共同成為這個市場。

這個是全球1500伏發(fā)展的一個情況,可以看到綠色代表的是發(fā)展比較先進的區(qū)域,而這個紅色的話代表是比較落后的區(qū)域。首先毫無疑問,由于歐洲和北美,他們在光伏的基礎上比較強,而且發(fā)展比較早,所以他們一直走在發(fā)展的前面,1500伏應用得比較早。再看印度,比中國還落后的地方,受到了當?shù)卮笮虯PC的影響,由于他們的一些推動,所以在中東、印度這些市場,1500伏的發(fā)展也是比較迅速的。像日本比較保守的地方,大家知道,他們的1500伏的發(fā)展相對來說比較緩慢。國內(nèi)市場的話,我是標了黃色,代表的是觀望的態(tài)度,我也是希望大家一起努力,把這個1500伏進行推廣。

全球1500伏部件供應十分完整。我這個地方列出的是線纜、逆變器、開端等這些廠家的列表,可以看到每一家都有三四家以上的國際知名廠家參與到1500伏部件當中。

然后下面我們再來看一下1500伏在成本上的優(yōu)勢,可以看到公式分子上,是它的一個總成本,生命周期的總成本,包含了幾項,一個是初始投資的成本,還有一個系統(tǒng)全值。對于1500伏來說的話,它在初始投資上有一些節(jié)省,這部分初始投資就會比較少。然后另外剛才也講到部件比較少,這樣來說對人力要求也比較少,在人的成本上也有一定的減少。還有可以看到,總發(fā)電量由于我們的系統(tǒng)損耗減少了,所以相對應來說,發(fā)電量也增加了。通過這個公式,我們可以看到這個度電成本會大大降低,這樣的話就會帶動我們這個再往前發(fā)展。

此外,同樣逆變器,1500伏僅僅使用了1000伏數(shù)量的逆變器,這樣子也有一定的節(jié)省。所以這個地方累計下來的話,僅僅是這兩個東西的部分,就有10萬塊錢的節(jié)省。然后另外的話,由于這個數(shù)量也有減少,所以也節(jié)省了安裝和施工的問題,線纜問題也減少了,那么相對的監(jiān)控也會減少。

這個地方我是列舉了系統(tǒng)中各個部件的對應,那可以看到折合到每瓦來說,1500伏的系統(tǒng)相比較1000伏系統(tǒng),在匯流箱方面節(jié)省了1分錢每瓦,逆變器4分錢,直流線纜3分錢,交流線纜1分錢,監(jiān)控系統(tǒng)2分錢,所以這些項目總共累加起來的話,接近是每瓦2毛錢的這么一個數(shù)值,確實相當可觀。同時,由于線纜的減少,也帶來了這個線上的降低,可以看到電器部件中的元器件減少,也使得損耗降低,帶來整個系統(tǒng)效率的提升。初步估計,我們整個系統(tǒng)效率可以提高2%。

所以,無論是成本還是系統(tǒng)效率,1500伏都有比較明顯的優(yōu)勢。那前面幾個月,我也走訪了一個設計院,他們也有一些比較關注的問題,我把他們關注的問題列在這個地方,跟大家做一個分享。首先第一個問題,主要是部件供應的問題,主要是組件、逆變器等??梢钥吹?,以國內(nèi)來說的話,有很多部件供應都是完全可以供應的。然后對于我們廠家來說,我們也提供了對應1500伏的組件,包括我們雙玻組件和普通組建,這里都有所提供。對于組件來說,今天上午的時候,我們天合的孫總也多次提到,雙玻組件有多種優(yōu)勢,我們現(xiàn)在總共有4種產(chǎn)品,60片的產(chǎn)品、72片的產(chǎn)品,還有一個10%透光的產(chǎn)品和40%的透光產(chǎn)品。

現(xiàn)在回到1500伏剩下的比較關心的問題,他們還提到的部件,像開關電源這些直流器件,這些器件雖然小,但也是1500伏不可或缺的,所以大家會問。我在這里會跟大家匯報一下,很多部件我們都可以供應,所以不用擔心。雖然這些產(chǎn)品市場上并沒有明確說有,但是實際上都已經(jīng)可以充分供應了。

除了部件供應之外,大家還關心一個問題,就是組件價格。實際上來講,1500伏跟1000伏的組件是一樣的,基本上價格是平價的。

然后成本優(yōu)勢,大家比較關心,重聲一下,初始投資節(jié)省2毛錢,然后后面還有一個效率的提升,都會帶來發(fā)電的收益。還有安全度的問題,主要是控制我們直流部件的問題,可能是設計院在考量的時候需要考慮的。

所以基于此,1500伏可以降低初始投資,然后在后期會比較方便。這種設計也會提高系統(tǒng)效率。如果搭配我們的雙玻組建來使用的話,這樣的效果會更加明顯。在之前走訪的過程里面,很多部件廠家會抱怨,設計院沒有1500伏的需求,而我找設計院的時候,他們說部件廠家提供不了1500伏的部件,所以他們沒有辦法去設計和采購。那這個地方的話,我也是呼吁,其實來講,市面上部件充分供應,設計院在1500伏方面也進行設計,也需要各個單位加強交流。目前我們這個1500伏的系統(tǒng),是可以搭建的,然后可操作的,并且是有顯而易見的優(yōu)勢。

我也希望通過大家的共同努力,去推進我們1500伏的發(fā)展,降低我們的部件成本,為我們早日實現(xiàn)我們的目標,貢獻我們的力量。

這就是我今天的報告,謝謝大家。

 
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