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基于市场需求的技术突破是企业核心竞争力 ——浅谈电源企业对光伏领域的开拓与坚持

摘要:光伏行业迅猛发展,系统方案推陈出新。广州金升阳科技有限公司(文中称Mornsun)作为国内集研发、生产、销售于一体的服务全球的电源解决方案提供商,深耕光伏行业十余载,专注于光伏电源的特性需求以及电源设计要点,产品可广泛应用于光伏行业整个系统设备,可为客户提供“一站式”电源解决方案,有效降低成本,提升系统效率

关键词:金升阳、光伏电源、一站式电源解决方案

 

一、环保和能源安全要求促光伏行业跨越式发展

从2004年德国率先将光伏发电商用化以来,在短短十余年间,光伏产业迅速发展。Mornsun在早期的光伏行业调研了解到,光伏行业的发展离不开2个关键词——“环保”和“能源安全”。

由于全球石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性,多国政府都在采取积极措施以减少对国外传统能源的依赖。太阳能作为天然的“养料”,提供了一种极具吸引力的发电方案,不仅有利于减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略,有助于环境问题的解决,同时也保障了本国的能源安全。

在当前环境下,全球的光伏行业发展势头依然强劲。2021年全球光伏进入平价发展的高速增长期,中国光伏协会预测十四五期间全球光伏年均增长有望达到287GW(CAGR16%),国内年均装机有望达到90GW(CAGR22%),实现跨越式发展。


二、光伏系统的电源方案需要解决的难题

“光伏高压母线取电转换成24Vdc”——光伏跟踪系统“减负”的关键

在光伏发电系统中,为了最大程度提升光伏发电经济效益,采用太阳能跟踪系统驱动光伏板全天跟随太阳移动,使太阳光直射光伏阵列,从而提升发电量。通常,安装了太阳能跟踪器的光伏板系统的性能可提升25%至50%,但同时存在着成本更高,系统更复杂,维护成本更高的痛点。


1.配图-950×380px.jpg 


在光伏跟踪系统中,以往常用以下两种供电方式:

1、交流220Vac转换24Vdc供电。但存在交流电线布线问题和浪费电能问题;

2、采用独立PV板低压供电,实时给电池充电,间隔式用电。但浪费PV板及空间;

这两种方案均存在或多或少的浪费,长期综合成本不高,而从系统的角度来说,光伏板本身具备发电功能,Mornsun正是抓住了这一点,利用系统主电源拥有超宽高的输入电压范围的特性,直接从现有光伏组串中取电转换成24Vdc给系统供电。


光伏框图1-高清.jpg 光伏跟踪系统电源解决方案图示


光伏高压直流母线取电转换24Vdc。在2020年参与某电力国企的项目中,Mornsun采用自供电方案替代了之前的旧方案(独立光伏小板):输入电压300-1500Vdc,直接从光伏高压母线取电。相较于另外2个方案,不需要额外的PV光伏板和供电线路,降低了系统成本,简化系统电源设计,成功为光伏跟踪系统“减负”,这也成为当前市场的主流设计。


“超宽高的输入电压范围”——汇流箱系统工作电源需求“基石”

汇流箱是集中式发电站系统中用于保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置,前端连接的是光伏组串,由于光伏组串的电源特性:电压范围超宽超高。Mornsun在开发产品、设计方案时,抓住了当时无对应产品这一市场空白,重点攻克了超宽高输入电压的难题,首创了光伏行业专用电源。随着成本不断下降和发电效率的逐年提升,Monrsun也在不断优化升级光伏专用电源系列。


2.配图-950×380px.jpg 


汇流箱系统主电源需满足以下关键点:

1、输入电压范围:一次侧电源直接从高压母线取电,输入电压上限值大于母线的最高电压;

2、输入欠压保护:光伏板存在伏安特性,在逆变系统启动/关断时母线电压会拉低/拉升,为避免系统反复启动关断,主电源需具备输入欠压保护功能;

3、隔离耐压:当前主流的光伏电站电压等级为1500Vdc,对主电源需求非常高的绝缘电压等级及可以通过相应的绝缘冲击电压测试等;

4、安规设计与认证/标准:光伏系统电压高,为确保系统安全可靠,主电源需满足1500Vdc等级的安规距离(爬电距离、电气间隙),且采用双重绝缘或加强绝缘。

除此之外,电源的高低温启动、存储及冲击性能,寿命等可靠性问题;协助测试、提供资源等服务水平;以及产品性价比、通用性等也是光伏行业重点关注的方面。


三、Mornsun对光伏行业的资源投入与开发趋势

光伏商用市场短短十余年,发展迅猛,配套设备日新月异。Mornsun在十年前就开始在光伏行业布局,深耕光伏产业十余载,并长期专注于光伏行业发展趋势和全球市场发展。

在Mornsun光伏电源的发展历程中,有几个时间点极为重要。

一是在2011年,Mornsun嗅到市场机遇,与光伏行业龙头企业数次开会探讨,专注光伏电源的特性需求以及电源设计要点,全球首创了光伏专用电源PV系列,具有超高超宽电压直流输入(200-1200Vdc),填补了当时的市场空白。

二是在2015年,Mornsun紧跟市场需求,在光伏系统最高电压上升至1500Vdc成为光伏市场发展趋势的情况下,Mornsun“对症下药”,迅速响应,自主开发出具有200-1500Vdc超宽输入电压的PV-29系列,帮助客户简化设计。

时至今日,PV全线系列功率段已扩充至40-350W(全球唯一的350W光伏产品),拥有多项原创专利技术,可应用于光伏行业整个系统设备,如光伏跟踪系统、光伏汇流箱、逆变器等,拥有国际认证/标准(UL1741、EN62109、CSA-C22.2 No.107.1)也保障了系统的安全性和可靠性。同时,Mornsun的研发团队已扩充至500+人,拥有UL/CSA/CB等多个认证实验室,针对光伏行业新的市场需求,能够迅速响应,开发出对应需求的光伏电源。

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