近几年来,太阳能光伏和储能
市场异常火爆。据欧洲光伏产业协会发布的《全球市场展望---太阳能2022-2026》报告显示,2019~2021年全球新增光伏装机量分别为117.6GW、139.2GW和167.8GW,其中2020年同比增长19%,2021年同比增长21%。该协会预计今年全球新增光伏装机量将达228.5GW,比去年增长36%。
与传统能源发电相比,太阳能光伏发电具有间歇性、波动性和随机性的特点,通过配置储能以改善用电质量、维持电网稳定,已基本成为行业共识。随着光伏发电的持续发展以及渗透率稳步提升,户用光储一体化已然成为各国户用光伏发电发展的主流方向。
据统计,2021年全球家庭储能装机规模为6.6GWh,相比2020年增长了46%,预计今年有望达到9.4GWh。
光伏逆变器与储能变流器之间技术相似,在系统中的作用也相似。根据技术路线的不同,逆变器主要可分为三种,即集中式逆变器、组串式逆变器,及微型逆变器。
逆变器作为光伏发电系统的核心设备,伴随着全球光伏产业的发展,呈现出快速增长的趋势。据Wood Mackenzie统计,全球光伏逆变器出货量从2015年的59.7GW,上升至2020年的185.1GW,年复合增长率达到25.40%。
集中式逆变器
输出功率大,单机容量500KW以上,技术成熟,主要应用在集中式光伏发电系统。
组串式逆变器
单机容量一般在200KW以下,包含并网组串式逆变器和储能组串式逆变器两个小类,具有功率密度高,安装维护简单,可满足户内、户外等不同应用环境要求的特点,可应用于规模较小的电站,也可用于地形复杂的大型地面电站。
微型逆变器
单机容量一般在5KW以下,具有高功率密度、安装维护简单、可自动适应复杂电网环境、延长发电时间,同时还内置了防雷及高精度漏电流保护,具备储能接口和多种通讯方式,广泛应用于住宅屋顶、庭院等户用光伏发电系统。
目前,市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主。据公开数据显示,2021年,光伏逆变器市场中,组串式逆变器占了69.6%,集中式逆变器占比为27.7%,微型逆变器约占2.7%。
近年来,随着世界各国对光伏发电的重视度提高,例如出台相关
政策鼓励安装民用屋顶光伏系统,分布式装机需求旺盛,微型逆变器的市场渗透率正呈现出高增长趋势,预计2025年将提升至14%。
储能逆变器集成了光伏并网发电+储能电站的功能,在电能富余时将电能存储,电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出,平衡昼夜及不同季节的用电差异,起到削峰填谷的作用。
作为行业龙头,上半年宁德时代储能业务实现营收达到127.36亿元,较上年同期增长171.41%,其储能业务增长速度高于动力电池增长速度的159.9%。
太阳能逆变器的目的是从太阳能板中提取最大功率,并且将清洁能源馈入电网。为了确保这一点,功率级电压和电流必须被准确采样,并且需要为DC-DC和DC-AC中的电源开关准确生成脉宽调制(PWM)。
逆变器在光伏系统,发挥着交/直流转换、功率控制、并/离网切换等重要功能。IGBT是逆变器中不可或缺的关键部件,而MPPT(最大功率点跟踪)是光伏发电效率最大化的关键技术。
MPPT相当于逆变器的大脑,是一个能够实时侦测光伏组件的发电电压,并追踪最高电压电流值,使逆变器能在不同的日照和温度环境下跟踪最大功率点,确保光伏阵列输出功率最大化。
当前,逆变器和储能市场的变化正在推动光伏行业的下一波增长。未来的智能逆变器将会集成更多高端技术,比如AI算法的融合可以让逆变器更智能主动地运行系统诊断功能,减少维护需求。
逆变器也可以与其他设备通过网络连接到云,为用户提供更多的数字化、智能化和可视化的家庭能源管理服务。
光储充一体化的综合能源系统正向环保、便捷,于安全性也在逐步提升,可以实现光伏发电、充电运营及配电增容等多重收益。作为核心元件之一,亦将持续助力光伏和储能市场的迅猛发展。