构建离网系统，直流母线为110V或220V等直流高压，真的能提高效率吗

studerchina

太阳能电源系统设计原则：
1、太阳能发电最好被负载直接使用，或并网。
2、太阳能转化为其它能量形式，然后在转化为电能，效率总是有损失的。特别是利用铅酸蓄电池进行存储，在供给负载效率是很低的。如果储能装置放电深度低，长期运行费用也高
3、太阳能系统，蓄电池扮演的角色是能量缓冲。在太阳能效率低的时候，进行能量匹配，保证负载供电。但是在没有太阳能发电的时候，最好有另外一种发电源（比如柴油机或风机），而不是让蓄电池扮演一个发电装置（这个功能需要很大的蓄电池容量投资大，放电深度低蓄电池寿命有风险）。因此混合系统才是最有效的办法

studerchina

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太阳能是分布式电源。设计成大系统本身就是不正确的思路。
要想办法降低蓄电池的投入。还要克服太阳能发电波动大，不是24小时发电源的缺点。

离网系统：太阳能或风机与发电机混合系统才是解决之道。

zhangyongshuai

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感谢您的回答，我明白了，谢谢！

赵防震

同意楼主的观点

studerchina

有人担心，多个充电控制器并联是否可以（组件被分成若干方阵），多个控制器的充电是不需要额外配置同步化装置。只要选择同型号同厂家的充电控制器，其动作步骤基本相同。
国产大功率的控制器，采取方阵调节，也需要将组件分成几个方阵
有句话说得很好：想要提高组件的发电效率1%，是非常难的。但是降低系统效率10%，是非常容易的。
离网系统的设计一定要考虑效率。

ingflying

110V,220V的直流系统也有的，只不过是发电厂才会用到的，一般现在智能电网会有一个较大的蓄能系统，电压较高，民用48V最合适，不需要专业的电工对系统做日常维护。

lijun4900

同意你的说法，但是带MPPT的控制器贵啊，为什么MPPT做不大啊，并网逆变器的MPPT不是做的很大吗

solatric

从安全的角度看，首先同意48V系统在民用上是合适的。
但如果楼主仅仅从效率的角度看这个问题，这里有一些保留意见。
1、110V，220V的光伏充电控制器不是合肥阳光、南京冠亚都有的啊（不保证质量哈，没用过），带mppt功能又不是困难的事，本质上讲并网逆变器和这里的MPPT是一样的。
2、如果不考虑组件串并联功率失配的问题（楼主也没有提到），那必然是在功率等级较大的场合，比如10kW以上，110v等高压有较大优势，至少我没有想清楚10kW做低压用什么样的拓扑来升压比较合适。
3、如果不考虑电路拓扑，那岂不是12v、24v系统更加适合、更加安全。
4、关于交流母线一直有一个问题向请教：几年以前就和sma讨论过这样的系统，是否离线逆变器（双向）功率等级必须足够大，才能支撑小功率的并网逆变器与之并接，不然电压源型的逆变器与电流源的逆变器并联很可能会导致该孤立小电网崩溃（实际上是一个可以孤岛运行的小微网）。

studerchina

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从安全的角度看，首先同意48V系统在民用上是合适的。
但如果楼主仅仅从效率的角度看这个问题，这里有一些保留意见。

不从整体系统效率来优化，那按照什么角度呀？

1、110V，220V的光伏充电控制器不是合肥阳光、南京冠亚都有的啊（不保证质量哈，没用过），带mppt功能又不是困难的事，本质上讲并网逆变器和这里的MPPT是一样的。
[回答]MPPT控制器的技术不是困难的事情。为什么国内公司没有提供MPPT控制器哪，原因有几条：
A、国内做系统集成的工程师，并没有考虑到MPPT带来的组件效率提高，有可能根本不关心或者无视光伏系统效率这个现实。没有市场需要，零部件供应商是不会投入研发的。
B、有可能，目前国内做并网逆变器的公司没有兴趣进入离网市场或者增加离网市场的关注。另外，根据我的经验，做一个产品，并且保证其可靠质量和功能，不是那么容易。不是研发出来，这个产品就能成功，生产和质量环节很重要。就算是SMA，其40A的MPPT充电控制器，都是另外一家公司贴牌的。
可能还有更多理由。

2、如果不考虑组件串并联功率失配的问题（楼主也没有提到），那必然是在功率等级较大的场合，比如10kW以上，110v等高压有较大优势，至少我没有想清楚10kW做低压用什么样的拓扑来升压比较合适。
[回答]你的结论，我是反对的。如果直流侧110V系统电压，其组件方阵开压也就是在150V左右。然而，48V的MPPT控制器SOLAR端，也是允许方阵开压是150V。110V的控制器，肯定是多方阵的。欧美的MPPT控制器都是允许多个并联的（最多20个）。两种控制器在光伏配线上基本上差不多。
至于MPPT的蓄电池端是48V，MPPT控制器与蓄电池的连线都在同室，距离尽量要短，增加一下线径来降低压降是可行的。
但是越大的光伏系统，MPPT控制器带来发电量的提升越加明显。

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我不理解你的问题。如果你认为直流48V逆变成交流230V，效率会低？实际不是这样的。
STUDER的48V逆变器，最低逆变效率是90%，最高是95%。如果直流侧是110V的话，会对逆变器效率提高有帮助，但是只要是隔离变压器型逆变器，110V相比48V逆变效率提高是很有限的。另外，还要考虑离网逆变器自身功耗，这是很关键的因素，110V的逆变器有可能自身功耗更高一些（24小时自耗电增大）。另外，离网逆变器的过载能力也是一个重要性能。

考虑到，负载白天和晚上都用电，采取系统结构：组件直流并接（MPPT控制器）+组件交流并接（并网逆变器），是比较理想的方案。这是另外一个话题。另外，国际上早就不流行纯光伏系统，主流技术是混合系统。

3、如果不考虑电路拓扑，那岂不是12v、24v系统更加适合、更加安全。

不是这样的。12V和24V逆变器逆变效率确实要比48V要低。
不明白你的问题

4、关于交流母线一直有一个问题向请教：几年以前就和sma讨论过这样的系统，是否离线逆变器（双向）功率等级必须足够大，才能支撑小功率的并网逆变器与之并接，不然电压源型的逆变器与电流源的逆变器并联很可能会导致该孤立小电网崩溃（实际上是一个可以孤岛运行的小微网）。

交流并接模式的孤岛系统，双向逆变器功率要等于或大于并网逆变器，还有考虑负载功率。交流并接不是万能的。可以更加详细讨论。

有很多未尽之言。总而言之，直流110V虽然可以帮助离网逆变器的逆变效率提升，但是会造成系统整体效率的下降。这是得到市场验证的。除了中国之外，欧美公司没有做直流110V的离网型逆变器。这是现实。

有兴趣继续讨论就加我的QQ吧，或者致电13356866086周先生。你的问题和理念具有普遍性（中国特色），我可以提供一些不同的观点。

solatric

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呵呵，谢谢答复。
本着讨论的原则，我还有些意见（不是很同意楼主中国特色的说法）
1、完全不同意你所说的中国什么什么就没有mppt或效率优先的概念。在业界，我与无数组件、逆变器、系统的研发、市场人员沟通，没有一个不强调系统效率的。诚然，国外产品在生产、制造上领先中国，产品可靠性优于国内产品，但不需一味神话。MPPT是任何一家做并网离网专业公司都要涉及的技术（山寨小公司除外），并不需要很难的技术。我的理解，楼主主要是在强调，高压的输入，光伏组件串联数量增加，做整体MPPT会有效率下降。但是低压的输入，除非是每路输入都有一个MPPT，否则同样会有并联数量增加导致的功率失配，如果进一步说，同功率等级下，并联低压还会存在大电流问题，第一、大电流在线上的损耗增加，同时导线变粗，成本增加。第二、大电流对电力电子变流器而言，增加了半导体器件的选型难度，以及成本。
2、3、既然楼主认为12v、24v的效率低于48v，为什么就认为48v效率比110v差不多呢？
4、基本同意楼主观点，仅一点需要讨论：“直流110V虽然可以帮助离网逆变器的逆变效率提升，但是会造成系统整体效率的下降。这是得到市场验证的。”这里应该有两种情况：（1）如果高压和低压的控制器都有mppt功能，高压串联后通过一个mppt获得高压母线，低压并联后通过一个mppt获得低压母线，均有功率失配现象，甚至并联会更大，效率下降更多，更不用提上面提到的大电流问题。（2）如果楼主是说，低压并联每一个支路都有一个mppt，那我完全同意，低压方案会使效率增加，但这种方案，楼主没有提到成本的问题，本质上讲这就是并网逆变器中组串式逆变器与微逆变之争了。这里不做阐述。

以上均为个人意见，并没有支持高压、贬低低压方案的意思，权作为大家讨论而已。实际上我们也在研发24v和48v母线的方案。