Vor- und Nachteile von zentralen Wechselrichtern
Zentrale Wechselrichter werden allgemein in großen Kraftwerken mit gleichmäßiger Sonneneinstrahlung, Wüstenkraftwerken, bodengebundenen Kraftwerken und anderen großen Stromerzeugungssystemen eingesetzt. Die Gesamtleistung des Systems ist groß, in der Regel über der Megawatt-Ebene. Vergleich der Hauptkomponenten von Photovoltaik-Kraftwerksystemen mit zentralen Wechselrichtern: Photovoltaikmodule, Gleichstromkabel, Kombinationskästen, Gleichstromkabel, Gleichstrom-Kombinationsverteilung, Gleichstromkabel, Wechselrichter, Trenntransformatoren, Wechselstromverteilung und Stromnetze.
Vorteile zentraler Wechselrichter:
(1) Die Anzahl der Wechselrichter ist gering, was die Verwaltung erleichtert;
(2) Die Anzahl der Wechselrichterkomponenten ist gering und die Zuverlässigkeit hoch;
(3) Weniger Oberschwingungen, geringerer Gleichstromanteil, hohe Stromqualität;
(4) Der Wechselrichter ist hoch integriert, hat eine hohe Leistungsdichte und niedrige Kosten;
(5) Der Wechselrichter verfügt über vollständige Schutzfunktionen und eine hohe Sicherheit der Kraftwerksanlage;
(6) Er hat eine Leistungsfaktoreinstellung und eine Funktion zum Durchfahren bei Unterspannung, die Netzregelung ist gut.
Nachteile zentraler Wechselrichter:
1. Sicherheitsprobleme. Im zentralen Konzept wird der Gleichstrom-Kombinationskasten verwendet. Aufgrund der eingebauten Gleichstrom-Branchensicherung besteht die Gefahr eines Dauerbrands, da das Solarpanel bei Lichteinfall in Betrieb bleibt. Bei verteilten Dachwerkstätten entstehen dadurch ernsthafte Sicherheitsrisiken. Dies beeinträchtigt nicht nur die wirtschaftlichen Vorteile des Kraftwerks selbst, sondern auch andere Anlagen im Werk werden kritisch betroffen. Ein großer Verlust für den Eigentümer.
2. Bei unregelmäßigen Dächern kann ein einzelner 500-kW-Wechselrichter die Dachfläche nicht vollständig ausnutzen. Wechselrichter sind oft überlastet oder unterlastet, überdimensioniert oder unterdimensioniert.
3. Bei mehreren unterschiedlich ausgerichteten Dächern sind die Solarmodule teilweise beschattet, was zu Inkonsistenzen der Strings führt. Der einkanalige MPPT führt zu relativ geringer Stromerzeugung; gleichzeitig führt der Mismatch-Verlust jedes Strings ebenfalls zu Ertragsverlusten.
4. Der Wechselrichter muss von Fachingenieuren gewartet werden. Der Ausfall eines einzelnen Wechselrichters hat große Auswirkungen auf die Stromerzeugung und stellt hohe Anforderungen an die Sicherheit des Wartungspersonals. Gleichzeitig gibt es viele Ersatzteiltypen, und die Fehlerortung und Reparatur dauern mehr als 3 Tage, was die Stromerträge der Kunden erheblich beeinträchtigt. Die Ausfallrate des Gleichstrom-Kombinationskastens ist hoch, und eine Überwachung jedes Strings ist nicht möglich, was die Fehlerortungszeit verlängert. Aufgrund der Verdunstung der Sicherung sind Ausfallrate und Wartungskosten hoch, regelmäßiger Austausch und Wartung sind erforderlich; die Schaltung ist komplex, es gibt viele vor Ort verarbeitete Verbindungen, und die Ausfallrate ist hoch; nach 1-2 Jahren Betrieb einiger Projekte liegt die effektive Stromerzeugungsrate unter 90%.
5. Das zentrale Konzept erfordert einen Wechselrichterraum und entsprechende Bauarbeiten sowie die Ausstattung mit Lüftern, Luftkanälen, Rauchmeldern, Temperaturfühlern und anderen Geräten. Wenn eine Photovoltaikanlage auf dem Dach eines traditionellen Fabrikgebäudes installiert wird, ist der vorhandene Stromverteilungsraum nicht unbedingt für einen großen 500-kW-Zentralwechselrichter geeignet. Gleichzeitig erhöht dies nicht nur die Baukomplexität, sondern auch die Anfangsinvestitionen sowie die Betriebs- und Wartungskosten.
6. Der zentrale Wechselrichter benötigt eine Zwangsbelüftung, der Stromverbrauch des Maschinenraums ist hoch, durchschnittlich mindestens 300 W oder mehr. Es sind regelmäßige Staubentfernungen, Lüfterwartungen und Filterwechsel erforderlich.
7. Der MPPT-Spannungsbereich des zentralen Wechselrichters ist eng, in der Regel 450-820 V, und die Modulkonfiguration ist nicht flexibel. An regnerischen Tagen und in nebligen Gebieten ist die Stromerzeugungszeit kurz.
8. Im zentralen netzgekoppelten Wechselrichtersystem gibt es keine Redundanz. Bei einem Ausfall und Abschaltung stoppt das gesamte System die Stromerzeugung.
