Solar Insights/太阳能系统

为什么您的报价单上,太阳能板的 kW 比逆变器的 kW 多

太阳能报价单上的太阳能板容量(kW)常常比逆变器容量大,这是刻意的设计,称为“超配”或“板量超配”,比例通常是 1.1–1.3 倍。由于受热、角度和天气影响,太阳能板很少达到完整的额定输出,多出来的板量能在光线不足时多发一些电,而逆变器则在日照最强时为输出设上限。

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为什么您的报价单上,太阳能板的 kW 比逆变器的 kW 多

太阳能板的千瓦数比逆变器多,是刻意为之。

太阳能板(kWp)

1.3kWp

捕捉阳光,产生直流电(DC)

逆变器(kWac)

1.0kWac

为您的家供电,输出交流电(AC)

吉隆坡典型住家:DC/AC 比例接近 1.3。

乍看可能有点奇怪,但这其实是良好太阳能设计的常规做法。下面解释为什么太阳能板的数字通常更高。

kWp 负责捕捉,kWac 负责输送

太阳能板以 kWp(千瓦峰值)来标示,指它们捕捉到的原始直流阳光电力。逆变器则以 kWac 来标示,指它输送给您家电器的交流电。把前者除以后者,就得到 DC/AC 比例。

例如:

1.3kWp 太阳能板 ÷ 1kWac 逆变器 = 1.3 DC/AC 比例

几乎所有家用太阳能系统的设计都高于 1.0,也就是太阳能板容量刻意比逆变器容量大。设计得当的话,好的系统不会让逆变器吃力,电压和电流都保持在安全的运作范围内。

您永远拿不到盒子上写的那个数字

太阳能板上的 kWp 是实验室数据:光线完美、温度正好 25°C、测试环境完美。您在吉隆坡的屋顶可不是实验室。

“太阳能板越热,发电越少。”

Time Solar 团队

太阳能板在烈日下的温度是 50–60°C,而不是周围 34°C 的气温。以大约 −0.40%/°C 计算,每个晴朗的下午都会悄悄损失 10–15% 的额定输出。适度超配,正好把这个差距补回来。

而且不是所有太阳能板的耐热表现都一样。有些的温度系数较低,在热带高温下输出保持得好得多。在我们这样的气候里,这很重要。

选择温度系数较好的太阳能板。例如,我们采用的 Aiko 670W 太阳能板 温度系数为 -0.26%/°C,而一些传统太阳能板约为 -0.40%/°C。这有助于它在马来西亚炎热的屋顶上保留更多输出。

任何一份报价单都要查的一点:太阳能板是否经过认可实验室的测试。很多都没有。

您的屋顶自有它的“脾气”

屋顶的四个因素会把输出拉低到额定值以下。每一项,都是多加几块太阳能板的理由。

倾斜度:屋顶有多陡

吉隆坡距离赤道只有 3°,所以太阳能板适合较低的倾角,10°–22° 是理想范围。陡峭的 35–45° 屋顶每年会损失 5–10%,所以我们用增加太阳能板来补回。

朝向:屋顶面向哪边

朝南最好,东西向紧随其后,朝北最差。但在赤道附近,影响很小:朝北的屋顶只损失 5–15%,多加几块太阳能板就能改善表现。

失配:复杂的屋顶形状

装在不同屋面上的太阳能板会互相拖累,但在马来西亚,影响很小,因为正午太阳高悬,各屋面的日照相差不大。多加几块太阳能板就能弥补。

遮挡:任何挡住阳光的东西

固定的阴影对太阳能最不利。解决办法是采用具备防遮挡技术的太阳能板,再多加几块来补回其余的损失。

发电曲线越饱满,覆盖的用电越多

白天用电多吗?在家工作、白天开冷气、有泳池水泵?更多的太阳能板可以让发电曲线更宽、更饱满。

同一台逆变器,太阳能板少与多的对比:

更多太阳能板(青色)能让系统更早开始发电,正午发得更多,傍晚也发得更久。这意味着有更多太阳能电力可供您的家直接使用。

太阳能板越多,发电越多,从头到尾都是

逆变器要等太阳能板送来最低电压才会启动。光线昏暗时,更多的太阳能板能更快达到这个电压,所以系统更早启动,傍晚也运行得更久。

在这两者之间,更多的太阳能板意味着全天有更多电力。结果是更强的发电曲线:

  • 更早开始
  • 全天输出更高
  • 更晚结束

而曲线下方的面积,就是您的电。曲线越大,流入您家的千瓦时越多。

多到什么程度算过头

如果把比例推得太高,太阳能板发的电就会超过逆变器的承受能力。逆变器会限制输出,把多余的电舍弃,这就是削峰(clipping)。代价取决于推得有多高。

适中(1.3):每天几分钟。

正午有几次短暂的峰值,每年约 3%。先进的逆变器能承受短暂超过额定值的尖峰,所以几乎没有损失。

激进(2.0):每天好几个小时。

每个晴天,逆变器都要当六七个小时的瓶颈,白白丢掉 20–25% 所发的电:您花钱买的太阳能板,发出的电逆变器却用不了。

要的是最佳容量,不是最大容量

合适的太阳能板数量,不是您能装下的最多块数,而是三件事的平衡:系统成本、削峰损失和总发电量。

在一定程度内,多装几块太阳能板是合理的,因为它们能补回受热、屋顶角度、朝向、遮挡等实际条件造成的损失。所以好的太阳能设计,不是追求太阳能板数量最多,而是追求可用电力和节省额最大。

DC/AC 比例1.2–1.3 属于正常,经验法则是不要超过 1.5。有一点削峰没关系,更多的太阳能板仍然可以发更多电、省更多钱,尤其是白天用电多的家庭。

另外还有输出上限。根据 Solar ATAP 的最大允许量(Maximum Allowable Quantity,MAQ),您每天最多可输出 每 kWac 5 kWh(5 × kWac × 当月天数),这是在扣除您自己直接使用的电量之后计算的。一套 10kWac 的系统每月可以输出约 1,500kWh,超出的部分一分钱也换不到。

超过这个范围,天平就会倾斜:多出来的削峰损失和太阳能板成本,会超过多发的电。结果是您为更多的太阳能板付了钱,却看不到相应的节省。

每串太阳能板的数量有上限

同一串的太阳能板,电压会叠加。每台逆变器都有最大直流电压:小型的约 600V,大型的可达 1,000–1,500V。一旦超过,就是给逆变器输入过量。

“超出上限,逆变器会加速老化,保修也会失效。”

例如,如果每块太阳能板约 40V,而逆变器的上限是 600V,理论上的绝对上限是:

600 ÷ 40 = 15 块

但好的设计不会顶着上限来:天气较凉时电压会升高,所以系统需要留出安全余量。

超配不是随便在哪里多加太阳能板,而是在逆变器的安全范围内,加上正确的数量,并正确接线。

法规对超配怎么说

目前没有任何成文规定限制太阳能板超配,只有政府安装商认证培训中的良好实践指引。

硬性上限是 kWac,也就是您获批的交流电容量。太阳能板的容量可以自由配置,但逆变器的额定值必须在获批范围之内。

主管当局可能会要求我们说明系统容量的依据,所以我们按能站得住脚的数字来设计,而不是为超配而超配。

我们如何决定太阳能板的数量

  1. 先看热损耗。基础超配用来补回炎热屋顶使额定值损失的 10–15%。
  2. 看屋顶条件。根据倾斜度、朝向、失配和任何遮挡来增加。
  3. 配合您的用电习惯。白天用电多?多加一点,让发电曲线更饱满。
  4. 不超出逆变器的限制。把削峰控制在很小的范围,遵守每串电压的限制,绝不超过获批的 kWac。

全部加起来,大多数住家的比例落在 1.2–1.3,只有屋顶确实需要时才会更高,而且很少超过 1.5。

刚好足够克服高温和屋顶条件,不多不少

每多一块太阳能板,都要物有所值:补上热损耗的差距、弥补屋顶的不利条件,或是覆盖您的白天用电。超出这些,您只是在为逆变器会削掉的电付钱。

每一令吉换到最多的可用电力,没有浪费。

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