1500V光伏系统效率真的有提高吗？

国内目前针对1500V光伏系统的讨论较多，目前也有多座试验电站投产。针对1500V光伏系统的效率多处公开报道针对1500V效率提高有多种说法：约2%;介于1~2%;介于2~3%。针对上述多种说法，本文将从理论上对上述结论进行分析。

本文将采用如下模型在理论状态(自然地形为零度)、实地状态(其相关设计值根据某工程的实际电缆敷设量)进行分析对比：

单位MWp光伏阵列。光伏阵列所处纬度：40°;光伏组件为60片多晶硅265W组件，其中Vmppt=30.8V，Imppt=8.6A;

1000V系统的组串数采用22，组串并联数182回;组件至汇流箱电缆采用1×4mm2;汇流箱采用16回路汇流箱，对应数量取11台，汇流箱出线电缆截面相应采用1×70mm2。

1500V系统的组串数采用34，组串并联数112回;组件至汇流箱电缆采用1×4mm2;汇流箱采用16回路汇流箱，对应数量取7台，汇流箱出线电缆截面相应采用1×70mm2。

在分析中为简化模型，本文取光伏组件为理想电流源，即电压恒定，电流随环境参数变化。

在查阅相应参数及计算后，结果如下：

表1 两类系统的损耗对比分析

可见1500V效率在不同的工况下(输出电流)提高值不同;实际施工图中因考虑场址地形等原因，随着电缆长度的增长，两类系统的损耗的差异明显。

在上述数据的计算过程中，针对1500V系统在输入组串数时错误，造成串联后的1000V、1500V的组串电压一致，但1500V系统的损耗与上述表格内差异约0.02%。由此可以看出：针对1500V系统因为电压升高后;使得组串数降低;导致电缆量的降低;最终的损耗降低。

根据以上的分析结论：1500V系统效率提高的主因是电缆用量减少，使得损耗降低。而两种系统其工程量究竟工程量的变化在哪里?针对前文中的模型进行分析，计算两类系统的工程量变化如下：

表2 两类系统的主要工程量变化对比分析

*各截面电缆通道

**各截面保护管

上述工程量变化明显，由于对国内1500V光伏系统的相应设备(光伏组件、逆变器、汇流箱)以及材料(电缆等)的价格信息掌握不明确。在基于上述两类系统的设备、材料的单价一致;再结合目前国内电站招标平均价计算(电缆通道、保护管费用按照综合单价进行计算)：

1500V光伏系统的单位投资约下降0.057元/W(理论值)、0.07元/W(工程值)。如再考虑到相应设备材料的施工安装费等因素，1500V光伏系统的单位投资(工程值)约下降0.1元/W。

随着光伏系统由1000V升至1500V后，在基于如下计算依据：

1)前文中的模型;

2)根据中国效率加权值;

3)假设电站所处位置为I类地区;

4)假设光伏组件为MPPT输入功率与电流值线性相关。

相比于1000V光伏系统，1500V光伏系统的光伏电站综合效率约提高2.14%，电站投资约下降1.4%;由此电站的投资财务内部收益率(所得税后)约提高6%。

近十年前，当时手机网络还是2G网络，临近毕业参加了当时世界通讯设备老大、以及国内两个老是掐架的通讯设备商的招聘会。他们都在谈其大力发展3G网络，希望有志青年共谋发展。在后来参加Nortel的招聘会时，他们谈到了4G网络，感觉很新鲜。

当今天在用着4G网络的时候，想到了当年招聘会上的场景，以及后来的Nortel，咂摸出一些味道。

当我们今天还在讨论1500V光伏系统好不好的时候，可能有一些设备商已经在悄悄的发展2000V光伏系统了。

在光伏发电系统中，除了光伏组件、逆变器的一些核心元件需要切实的技术进步来实现，其他设备、辅材在目前的技术水平上没有大的障碍。

针对逆变器其主要控制元件IGBT。根据目前的调研情况来看，一些IGBT设备供应商已有商品化的1200V、1700V电压(B6U+B6I、B6I+B6I等)组件(Assemblies)、3300V、4500V、6500V的模块(Modules)。

针对光伏组件，因本人对其认识有限，不做分析。

根据前文的测算依据及模型：与1000V系统相比，如采用2000V系统，理论上4mm2电缆将降低约70%，70mm2电缆将降低约60%;系统损耗将降低约3.17%。

上述计算均假设光伏组件为：理想电流源，即电压恒定。而在实际的工业制造中，因组件的加工制造的偶然因素较多，造成光伏组件输出电压存在差异。在目前的1000V系统中，因组串数量较少。上述问题造成各组串的输出电压的不一致不甚明显。随着1500V或者更高电压系统的引入，光伏组件的差异性对电站输出效率的影响将愈加明显。