光伏行業(yè)迅猛發(fā)展，系統(tǒng)方案推陳出新。廣州金升陽(yáng)科技有限公司（文中稱Mornsun）作為國(guó)內(nèi)集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的服務(wù)全球的電源解決方案提供商，深耕光伏行業(yè)十余載，專注于光伏電源的特性需求以及電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于光伏行業(yè)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備，可為客戶提供“一站式”電源解決方案，有效降低成本，提升系統(tǒng)效率。
環(huán)保和能源安全要求促光伏行業(yè)跨越式發(fā)展
從2004年德國(guó)率先將光伏發(fā)電商用化以來(lái)，在短短十余年間，光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。Mornsun在早期的光伏行業(yè)調(diào)研了解到，光伏行業(yè)的發(fā)展離不開2個(gè)關(guān)鍵詞——“環(huán)保”和“能源安全”。
由于全球石油和天然氣生產(chǎn)地區(qū)政治和經(jīng)濟(jì)局勢(shì)的不穩(wěn)定性，多國(guó)政府都在采取積極措施以減少對(duì)國(guó)外傳統(tǒng)能源的依賴。太陽(yáng)能作為天然的“養(yǎng)料”，提供了一種極具吸引力的發(fā)電方案，不僅有利于減少二氧化碳及其他氣體排放量的溫室氣體減排戰(zhàn)略，有助于環(huán)境問題的解決，同時(shí)也保障了本國(guó)的能源安全。
在當(dāng)前環(huán)境下，全球的光伏行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。2021年全球光伏進(jìn)入平價(jià)發(fā)展的高速增長(zhǎng)期，中國(guó)光伏協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)十四五期間全球光伏年均增長(zhǎng)有望達(dá)到287GW（CAGR16%），國(guó)內(nèi)年均裝機(jī)有望達(dá)到90GW（CAGR22%），實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
光伏系統(tǒng)的電源方案需要解決的難題
光伏高壓母線取電轉(zhuǎn)換成24Vdc”——光伏跟蹤系統(tǒng)“減負(fù)”的關(guān)鍵
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了最大程度提升光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，采用太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)光伏板全天跟隨太陽(yáng)移動(dòng)，使太陽(yáng)光直射光伏陣列，從而提升發(fā)電量。通常，安裝了太陽(yáng)能跟蹤器的光伏板系統(tǒng)的性能可提升25%至50%，但同時(shí)存在著成本更高，系統(tǒng)更復(fù)雜，維護(hù)成本更高的痛點(diǎn)。
光伏單軸追蹤器
光伏雙軸追蹤器
光伏跟蹤系統(tǒng)中，以往常用以下兩種供電方式：
1、交流220Vac轉(zhuǎn)換24Vdc供電。但存在交流電線布線問題和浪費(fèi)電能問題；
2、采用獨(dú)立PV板低壓供電，實(shí)時(shí)給電池充電，間隔式用電。但浪費(fèi)PV板及空間；
這兩種方案均存在或多或少的浪費(fèi)，長(zhǎng)期綜合成本不高，而從系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，光伏板本身具備發(fā)電功能，Mornsun正是抓住了這一點(diǎn)，利用系統(tǒng)主電源擁有超寬高的輸入電壓范圍的特性，直接從現(xiàn)有光伏組串中取電轉(zhuǎn)換成24Vdc給系統(tǒng)供電。
光伏跟蹤系統(tǒng)電源解決方案圖示
光伏高壓直流母線取電轉(zhuǎn)換24Vdc。在2020年參與某電力國(guó)企的項(xiàng)目中，Mornsun采用自供電方案替代了之前的舊方案（獨(dú)立光伏小板）：輸入電壓300-1500Vdc，直接從光伏高壓母線取電。相較于另外2個(gè)方案，不需要額外的PV光伏板和供電線路，降低了系統(tǒng)成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)，成功為光伏跟蹤系統(tǒng)“減負(fù)”，這也成為當(dāng)前市場(chǎng)的主流設(shè)計(jì)。
“超寬高的輸入電壓范圍”——匯流箱系統(tǒng)工作電源需求“基石”
匯流箱是集中式發(fā)電站系統(tǒng)中用于保證光伏組件有序連接和匯流功能的接線裝置，前端連接的是光伏組串，由于光伏組串的電源特性：電壓范圍超寬超高。Mornsun在開發(fā)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)方案時(shí)，抓住了當(dāng)時(shí)無(wú)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品這一市場(chǎng)空白，重點(diǎn)攻克了超寬高輸入電壓的難題，首創(chuàng)了光伏行業(yè)專用電源。隨著成本不斷下降和發(fā)電效率的逐年提升，Monrsun也在不斷優(yōu)化升級(jí)光伏專用電源系列。
匯流箱內(nèi)部視圖
電源解決方案圖示
匯流箱系統(tǒng)主電源需滿足以下關(guān)鍵點(diǎn)：
1、輸入電壓范圍：一次側(cè)電源直接從高壓母線取電，輸入電壓上限值大于母線的最高電壓；
2、輸入欠壓保護(hù)：光伏板存在伏安特性，在逆變系統(tǒng)啟動(dòng)/關(guān)斷時(shí)母線電壓會(huì)拉低/拉升，為避免系統(tǒng)反復(fù)啟動(dòng)關(guān)斷，主電源需具備輸入欠壓保護(hù)功能；
3、隔離耐壓：當(dāng)前主流的光伏電站電壓等級(jí)為1500Vdc，對(duì)主電源需求非常高的絕緣電壓等級(jí)及可以通過(guò)相應(yīng)的絕緣沖擊電壓測(cè)試等；
4、安規(guī)設(shè)計(jì)與認(rèn)證：光伏系統(tǒng)電壓高，為確保系統(tǒng)安全可靠，主電源需滿足1500Vdc等級(jí)的安規(guī)距離（爬電距離、電氣間隙），且采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。
除此之外，電源的高低溫啟動(dòng)、存儲(chǔ)及沖擊性能，壽命等可靠性問題；協(xié)助測(cè)試、提供資源等服務(wù)水平；以及產(chǎn)品性價(jià)比、通用性等也是光伏行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的方面。
Mornsun對(duì)光伏行業(yè)的資源投入與開發(fā)趨勢(shì)
光伏商用市場(chǎng)短短十余年，發(fā)展迅猛，配套設(shè)備日新月異。Mornsun在十年前就開始在光伏行業(yè)布局，深耕光伏產(chǎn)業(yè)十余載，并長(zhǎng)期專注于光伏行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和全球市場(chǎng)發(fā)展。
在Mornsun光伏電源的發(fā)展歷程中，有幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)極為重要。
一是在2011年，Mornsun嗅到市場(chǎng)機(jī)遇，與光伏行業(yè)龍頭企業(yè)數(shù)次開會(huì)探討，專注光伏電源的特性需求以及電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)，全球首創(chuàng)了光伏專用電源PV系列，具有超高超寬電壓直流輸入（200-1200Vdc），填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)空白。
二是在2015年，Mornsun緊跟市場(chǎng)需求，在光伏系統(tǒng)最高電壓上升至1500Vdc成為光伏市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的情況下，Mornsun“對(duì)癥下藥”，迅速響應(yīng)，自主開發(fā)出具有200-1500Vdc超寬輸入電壓的PV-29系列，幫助客戶簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
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