建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)

 1　概述

　　當(dāng)前，我國正實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，大力建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，積極倡導(dǎo)和著力推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。光伏發(fā)電技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展理想特征的可再生能源發(fā)電技術(shù)，近年來在國家的大力支持下得到了迅速發(fā)展。醫(yī)院作為我國能源消耗較高的公共服務(wù)機(jī)構(gòu)，在未來的節(jié)能減排和降耗工作中將面臨著更大的壓力，積極探索綠色醫(yī)院建設(shè)及發(fā)展模式，有效提高醫(yī)院建設(shè)水平，促進(jìn)綠色建筑理念及節(jié)能降耗技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用就顯得尤為重要。

2　傳統(tǒng)逆變器與微型逆變器比較

2.1　傳統(tǒng)逆變器

　　目前光伏系統(tǒng)中常用的電氣結(jié)構(gòu)示意圖，一般有集中式、串式、多串式等幾種方案，如圖1所示。

圖1 光伏系統(tǒng)常用電氣結(jié)構(gòu)示意圖                                                                 圖2遮蓋時集中式光伏系統(tǒng)的能量損失圖

　　三種系統(tǒng)中，系統(tǒng)的zui大功率點(diǎn)跟蹤是針對整個串進(jìn)行的，無法保證每個組件均運(yùn)行在zui大功率點(diǎn)，也無法獲得每個光伏組件的狀態(tài)信息；另一方面，由于實(shí)際安裝表面各個組件的安裝方向和角度不一定相同，各個組件的發(fā)電效率彼此各不相同，采用集中式的zui大功率點(diǎn)跟蹤，降低了系統(tǒng)的發(fā)電效率。實(shí)際測量的遮蓋時集中式光伏系統(tǒng)能量損失如圖2所示，數(shù)據(jù)顯示3%遮蓋時光伏能量就有25%的損失。

2.2　微型逆變器

　　微型逆變并網(wǎng)技術(shù)提出將逆變器直接與單個光伏組件集成，為每個光伏組件單獨(dú)配備一個具備交直流轉(zhuǎn)換功能和zui大功率點(diǎn)跟蹤功能的逆變器模塊，將光伏組件發(fā)出的電能直接轉(zhuǎn)換成交流電能供交流負(fù)載使用或傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。如圖3所示：

圖3 應(yīng)用微逆變器的建筑集成光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　采用微逆變器取代傳統(tǒng)的集中式逆變器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)每個微逆變器單獨(dú)連接陣列中一個光伏面板。每個光伏面板都有獨(dú)立的zui大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制，不管陣列中其它面板怎樣，該面板任何時候都能輸出zui大功率。實(shí)際應(yīng)用中遭遇陰影遮擋、污垢積累、光照偏離或不匹配等不理想條件時，微逆變器都將使整個光伏陣列能量輸出達(dá)到zui大。系統(tǒng)的發(fā)電效益顯著提高。

　　(2)將逆變器與光伏組件集成，可以實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計、單個模塊失效不會對整個系統(tǒng)造成影響，設(shè)計環(huán)境溫度達(dá)到-40度~+65度。環(huán)境等級達(dá)到IP65，不獨(dú)立占用安裝空間，分布式安裝便于配置，能夠充分利用空間和適應(yīng)不同安裝方向和角度的應(yīng)用系統(tǒng)，可靠性高且擴(kuò)展簡單方便；

　　(3)將微逆變器技術(shù)與電力線載波通信技術(shù)相結(jié)合，通過電網(wǎng)交流母線就可以采集各個微逆變器和光伏組件的輸出功率和狀態(tài)信息，很方便的實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的監(jiān)控，同時不需要額外的通信線路，對系統(tǒng)連線沒有任何負(fù)擔(dān)，*的簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

3　安科瑞微逆變器

3.1　 外觀尺寸（單位：ｍｍ）

圖4 AMI-250 構(gòu)造及尺寸圖

3.2 　技術(shù)參數(shù)

表1 微型逆變器技術(shù)參數(shù)

4　微型逆變器應(yīng)用于醫(yī)院建筑

　　太陽能電池板產(chǎn)生的直流電力通過逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟? 不經(jīng)過蓄電池儲能 , 直接通過并網(wǎng)逆變器 , 把電能送上電網(wǎng) .效率更高，穩(wěn)定性更好，經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)，有利于城市內(nèi)推廣應(yīng)用。

而醫(yī)院建筑占熱能消耗建筑總耗能比例約40%，并且醫(yī)院建筑全天24小時恒溫用水，日用熱水規(guī)模較大，據(jù)統(tǒng)計30噸至500噸。醫(yī)院的能耗很大，而處于“能源改革”的時代，醫(yī)院這個能耗大戶*，一定會處在改革的先頭*。太陽能作為21世紀(jì)的綠色能源，必當(dāng)會用在醫(yī)院中，太陽能發(fā)電占地比較大，所以太陽能建筑必將會用在醫(yī)院上，再加上微型逆變器比傳統(tǒng)逆變器有很多優(yōu)勢，屆時微型逆變器必將會大放異彩。

5　總結(jié)

　　太陽能逆變器是整個太陽能系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。太陽能電池面板，局部的陰影、不同的傾斜角度及面向方位、污垢、不同的老化程度、細(xì)小的裂縫以及不同光電板的不同溫度等容易造成系統(tǒng)失配導(dǎo)致輸出效率下降的弊端，進(jìn)而導(dǎo)致整體的輸出功率大幅降低。這是集中式逆變器難以解決的問題。安科瑞開發(fā)的AMI-250 微逆變器，它可以隨太陽能電池板安裝在醫(yī)院建筑的屋頂、外墻面等地方，無需獨(dú)立的安裝空間。