太阳能建筑小组
交流电(AC):这是大多数家庭使用的电流类型,由电网提供。在交流电中,电流会周期性地改变方向。太阳能电池组件产生直流电(DC),必须通过逆变器将其转换为交流电,才能用于家庭或输送到电网。
直流电 (DC):这是一种单向流动的电流,例如太阳能电池组件产生的电能。电池将电能储存为直流电。
交流架构:系统设计通常使用微型逆变器,在每个模块上将太阳能从直流电转换为交流电。然后,这些交流电由家庭使用,输出到电网,或由单独的逆变器转换回直流电,为电池充电。
直流架构:系统设计包括直流优化器、混合或储能逆变器以及直流耦合电池。它们共同作用,使太阳能模块能够为蓄电池充电,而不会产生不必要的转换损耗。
直流:交流比:光伏组件额定功率(瓦特,标准测试条件下)与逆变器输出额定功率(瓦特)之间的关系通常称为直流:交流比。[直流:交流比] = [模块最大功率 (WDC)] / [逆变器最大功率 (WAC)
三大趋势
组件瓦数增加:太阳能组件的额定功率越来越高,这可能导致输出额定功率较低的微型逆变器出现更多削波。
越来越多的家庭采用电池:随着越来越多的家庭使用电池,交流耦合系统的转换损耗变得更加昂贵。
公用事业费上涨:电费的增加意味着任何因剪切或转换而造成的能源损失都会随着时间的推移产生更大的经济影响。
税收
剪切税:剪切税:由于剪切造成能源浪费而产生的相关费用。这是对太阳能节省的能源征收的 "税",因为本可以使用的能源被浪费掉了。在太阳能系统的整个使用寿命期间,削波税可能高达数千美元。
转换税:转换税:在使用微型逆变器和交流耦合电池的系统中,由于需要进行从直流到交流或从交流到直流的多次转换,从而造成能量损失。每个转换步骤都会浪费能量,在交流耦合系统中,额外的转换会造成巨大损失。
设备税:为达到与直流优化系统相同的效果,微型逆变器系统所需的额外设备和硬件成本。
设备
优化器:这些设备用于直流架构,在太阳能电池组件进入中央逆变器之前对其输出功率进行管理。直流优化器有助于减少削波,最大限度地提高每个模块的性能。
微型逆变器:安装在每个太阳能模块上的逆变器,可将模块本身的直流电转换为交流电。微型逆变器有特定的额定输出功率。
MLPE:指模块级电力电子设备,如直流优化器和微型逆变器,它们连接到每个模块并执行特定功能,如优化、模块级监控和/或快速关机。
混合逆变器:在直流耦合系统中可同时管理太阳能和电池能源的单一逆变器,无需额外硬件。
组串逆变器:集中式逆变器,可将太阳能电池组串的直流电转换为交流电。组串逆变器的容量通常高于微型逆变器,可以处理更多的电力而不会出现削波。
其他条款
转换损耗:指电能从一种形式转换为另一种形式或从蓄电池中储存和释放时损失或浪费的能量。这些损耗是影响太阳能发电系统整体效率的关键因素,尤其是在涉及蓄电池的情况下
削波:当太阳能电池组件产生的直流电超过逆变器转换为可用交流电的能力时,多余的能量就会被浪费掉。这是微型逆变器系统的常见问题。
使用时间费率:一种公用事业计费结构,电费根据一天中的不同时间而变化。在分时电价下,带蓄电池的太阳能系统可最大限度地节省电费。
资料来源
- Reddit.com/r/solar clipping threads: https://www.reddit.com/r/solar/search/?q=clipping&cId=89d22208-de83-4214-983a-09b0c760d865&iId=76181296-f93e-4723-bd81-4cbe4b6fb461
- Solartime with Martyna."太阳能大辩论:微型逆变器与组串逆变器" youtube: https://www.youtube.com/watch?v=HnnKKoDqtqg
- 极光太阳能。太阳能逆变器尺寸:选择合适尺寸的逆变器: https://aurorasolar.com/blog/choosing-the-right-size-inverter-for-your-solar-design-a-primer-on-inverter-clipping/
- 劳伦斯伯克利实验室。追踪太阳 2024 年报告:https://emp.lbl.gov/tracking-the-sun/
- Enphase 技术简介:为什么我的光伏组件额定值大于逆变器额定值?: https://enphase.com/download/pv-module-and-inverter-ratings-iq8-series-tech-brief
- REC Alpha 模块保修:https://www.recgroup.com/sites/default/files/2024-08/Warranty%20Alpha%20Rev%206.pdf
- 路透社。美国电力公司在创纪录的一年涨价后推动更多涨价:https://www.reuters.com/business/energy/us-electric-utilities-push-more-rate-hikes-after-record-year-increases-2024-09-09/
- 路透社独家报道:数据显示,全球太阳能发电能力达到 2 TW,迈向气候目标。https://www.reuters.com/sustainability/climate-energy/global-solar-capacity-hits-2-tw-path-climate-goal-data-shows-2024-11-07/
- 美国能源信息管理局。2024 年电力数据:https://www.eia.gov/electricity/data.php
- 光伏杂志。美国电费每年上涨约 5%--超过通胀率:https://pv-magazine-usa.com/2025/01/07/u-s-electricity-rates-rise-about-5-annually-outpacing-inflation/
- EnergySage 2024 年上半年太阳能与储能市场报告:https://www.energysage.com/press/energysage-marketplace-intel-report-19/
- 纳撒尼尔-布拉德2024 年度演讲:https://www.nathanielbullard.com/presentations
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以下是本系列所包含章节的完整列表(链接将随着章节的出版而添加):
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- 摘要:不断增长的微型逆变器税收
- 趋势线:太阳能产业的重大变化
- 削税:把能源留在餐桌上
- 转换税:交流耦合电池的隐性成本
- 装备税:装备越多,问题越多
- 解决方案是直流:直流优化器、直流耦合电池
- 奖励:削波对决:并非所有直流:交流比率都相同
- 术语表