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阳光电源1+X 2.0利剑出鞘,开启光伏业新一轮革新

http://www.chaguwang.cn  2025-06-23  阳光电源内幕信息

来源 :PV光圈见闻2025-06-23

  在刚落幕的SNEC PV ES展会上,光伏设备的流量C位悄然发生转变。

  随着光伏产业核心任务从“降本增效”转向“安全、可靠供电”,光伏电站从单纯发电单元升级为主动支撑电网的智能化系统。这一变革推动系统核心设备更替——逆变器凭借其电网连接枢纽和智能中枢功能,取代光伏组件成为新核心。

  本届展会上,我们看到全场景构网、源网荷储一体化、光储直流耦合等诸多亮眼技术创新,均围绕逆变器这一设备展开。在一众新品之中,阳光电源今年首发且首展的1+X 2.0模块化逆变器成为全场焦点。

  

  回溯到4年前,阳光电源曾向全球首发光储1+X 1.0模块化逆变器,该款产品实现了多个维度的突破,在行业内引起了不小的震动。

  如今的1+X 2.0模块化逆变器在1.0版本的基础上,进一步细化模块颗粒度,单机功率从1.1MW细化到800kW,可以灵活组合最大子阵到9.6MW,不仅带来极大的灵活性,可覆盖全球不同场景需求;还加强了直流侧安全保护,提升了产品的可靠性;同时具有领先的构网能力,原生适配直流耦合,有效降低了度电成本(LCOE)。

  针对各主要光伏市场,阳光电源规划了主力机型,预计将于2025年第四季度全面登陆全球市场。

  在新品发布后的第一时间,阳光电源副总裁兼地面光伏事业部总裁张显立接受了我们的采访,从多个维度了解了这款新产品的具体技术情况及背后的研发故事。

  产品升级背后揭示的行业需求

  阳光电源推出全新升级的1+X 2.0模块化逆变器,其背后有着深刻的行业背景。

  张显立提到,之前发布的1+X 1.0对集中式逆变器做出了重大改变。以往,集中式逆变器因产品和单机体积过大,维护不便,导致发电量损失较大,1.0版本解决了多项此类问题。

  但行业也开始遇到新的挑战,近年来光伏行业不断发展变化,应用场景愈发多元化。沙漠、近海、高海拔等极端环境,对系统设计与设备可靠性提出了更高要求。与此同时,电网需求、消纳等方面也发生了显著变化。

  随着越来越多的新能源接入电网,电网稳定性变弱、暂态过电压、频率震荡、电能质量等问题日益突出。新能源消纳已成为全球难题,多个国家和地区出现弃光及阶段性负电价,导致投资收益无法保障。

  “最近我到北欧,他们提到负电价的情况很普遍。根据欧洲电力协会(Eurelectric)的数据,欧盟在2024年累计负电价次数超1400次。除了欧洲,中东等地区的电网波动性也很强。我们现在需要自动跟随电网强弱进行控制,并且需要更智能的运维。为应对市场需求,我们启动了1+X 2.0模块化逆变器的研发项目,希望给市场引入更先进的技术产品,来应对当前的挑战。”张显立说道。

  在产品研发过程中,客户的需求和反馈至关重要。阳光电源陆续走访了全球50多个国家和地区的200多位客户,针对客户需求和产品方案应用展开深度调研。

  “客户信息可以帮助我们更好地设计产品的细节。”张显立说,“比如在北美,客户期望产品拥有更高的在线率以及1.8倍的暂态过电压耐受能力;中东的客户则希望产品能在50多度的高温和强风沙环境下满载运行。

  欧洲客户对产品可靠性要求高,发布了针对可靠性的标准IEC62093,同时也希望产品能帮助他们更好地应对负电价;在澳洲,面对频繁的负电价,光储直流耦合储能是典型的解决方案之一;在中国,更低的LCOE、更安全且更强的环境适应性则是市场刚需,如海上光伏项目就需要更耐腐蚀的设备,西北高风沙地区就需要更强的防护性能。”

  从整体的需求看,市场普遍需要更高的设备可用性、更强的环境适应性、更高的安全可靠性、更强的电网支撑能力以及灵活的光储融合。

  张显立表示:“基于这些市场变化和需求,阳光电源数百位技术工程师经过近两年的研发创新,最终成功推出了1+X 2.0 模块化逆变器。”

  1+X 2.0采用了哪些先进技术?

  发布会现场,阳光电源展示了1+X 2.0模块化逆变器真机。与之前的版本相比,1+X 2.0模块化逆变器提供了更高的模块化设计。每个单元的额定功率为800kW,如同乐高积木可以灵活组合,最大支持12模块并联形成9.6MW子阵。

  张显立介绍道:“通过对系统和设备寻优,最终我们将单个模块的功率确定为800kW,相较于上一代1+X模块化逆变器1.1MW,颗粒度提升30%,子阵设计更加灵活,LCOE更优。

  此外,每个模块单元采用了分腔体设计,其中功率变换单元如IGBT等位于上腔体,重量只有105kg,比我们350kW组串式逆变器还要轻,即插即用。一旦发现问题,运维人员可直接换上腔体,1小时快速更换,相比传统集中式逆变器,发电损失降低97%。IP66防护,无惧沙暴雨水侵袭,免日常维护,实现更高在线率。”

  对于逆变器产品来说,可靠性是产品的生命线。对此,阳光电源构建了从器件选型到整机设计的产品生命周期的可靠性保障体系。

  张显立举例表示,最近几年中东地区的光伏大项目显著增加,但中东地区高温、高辐照,对逆变器设备散热提出了更高需求。我们升级散热系统,使用高功率密度器件与高效热交换器,并借助数字仿真技术进行全方位评估。

  我们在实验室进行了严酷的高温模拟测试,每个单元都布置了300多个测点,确保每个零部件温度都在允许范围之内。同时,我们首创了多项极端环境测试方案,例如模拟太阳直射的高辐射环境,多机并联运行自然风扰动测试。通过这些严苛测试,我们达到了客户的期望——产品在52度高温下可以满载稳定运行。

  针对中国西北高风沙地区,我们设计了IP66全密封电子腔体,采用高防护结构器件,有效隔绝沙尘侵入。同时,产品还配备了风道自清洁系统,可实时监测风道,自动清除进风口异物。

  为验证效果,我们不仅在实验室模拟极端风沙环境测试,还在新疆的一个电站现场进行了百日风沙实测,在同样的风沙环境下运行几个月后,没有自清洁系统的进风口被堵塞,而具备自清洁系统的进风口依然清爽干净。

  光伏行业还面临一个令人无法忽视的挑战——火灾隐患。第三方数据显示,光伏电站90%的故障都缘于直流侧。一些直流线缆长期暴露在户外,任何节点松动或绝缘破损都可能引发短路故障,产生电弧甚至火灾。

  张显立表示:“光伏与其他系统不同,直流线缆较长,连接点多,许多问题都出现在直流层面,所以这次我们尤其加强了直流侧的保护措施。”

  据介绍,1+X 2.0模块化逆变器提供了一个全面AI驱动的直流侧全链主动安全体系来解决这个问题。

  首创专利熔丝保护,解决低倍电流分断难题,实现源头安全。智能汇流箱会在40毫秒内识别拉弧并断开故障电路,同时,通过逆变器集群控制技术,同一模块中的其他汇流箱同步串联关闭,以阻断火灾扩大风险。

  在访谈中,张显立还提到一个关键点,即阳光电源的产品设计会考虑未来5年的行业趋势。他说,回顾我们之前向中国西北集中式电站供货的逆变器,后来遇到电网升级改造,我们的产品只需要升级软件即可,就是因为提前完成了一些技术储备。

  当前,光伏行业已经到了和储能强关联的发展节点,储能系统已经成为光伏电站的标准配置。

  “在这样的背景下,直流耦合成为一个重点,1+X 2.0原生适配直流耦合,可按需灵活增补扩容,降低初始投资超10%,系统转换效率提升5%。除了配置储能,现在光伏系统的构网能力对系统的稳定运行也很关键,我们的2.0产品在构网能力上也实现了重大革新,可以提供更大、更快速的惯量支撑,响应时间从原来的百ms缩短到5ms,SCR1~40瞬时跳变适应,支持1.8倍暂态过电压耐受,全网况可靠发电;支持自建电网,解决建站调试阶段取电难题,GW项目提前30天并网,可额外收益2100万元;GW级黑启动,助力电网恢复。”张显立补充道。

  尤其难得的是,1+X 2.0模块化逆变器还通过端到端的系统优化创新实现了更低的LCOE。

  通过大子阵设计、长组串接入及MPLC通信,GW电站节省投资2900万元;搭载夜间中压智能关断技术,全生命周期节省用电7400万度。

  竞争格局与未来趋势

  根据Ember Climate 4月发布的最新报告《2025年全球电力评估》显示,2024年全球新增清洁能源发电量为858TWh,其中太阳能新增装机容量达474TWh,连续第三年成为最大的新增发电来源,也是20年来增长最快的发电来源。光伏在中国、欧洲、北美、中东、亚洲、澳洲等地区蓬勃发展,然而,随着新能源动态电源也越来越大,电网的稳定性也受到挑战。

  “每个国家和地区的电网特性都不同,我们现在提出了因网制宜。从电网公司角度来看,客户希望设备不要频繁并网、脱网,这就需要我们进行深入研究。对此,阳光电源与全球科研院所和电网公司都保持密切沟通,未来,电网融合将是发展方向之一。”张显立说道。

  对于光伏公司而言,新产品的开发投入巨大,尤其是一些器件需要定制,每款产品从研发、设计、生产到应用的验证,都是一个漫长而艰苦的过程。

  张显立表示:“当前行业竞争加剧,市场价格竞争尤其激烈,同时对技术要求不断提高,这就需要企业加大研发投入和团队建设。相信未来,市场对逆变器企业的综合实力要求只能更高。”

  对此,张显立呼吁道,在这种情况下,逆变器企业需要回归价值竞争,提升产品技术与品质,而不是一味低价内卷,长此以往,将使得逆变器的可靠性和质量受到影响,也影响行业的长期健康发展。

  展望未来,张显立对光伏行业的发展保持信心,他表示:“虽然光伏行业已经非常成熟,但是距离我们成为主力能源还有一定历程。早期是基于对清洁能源的需求,后期更重要的是电气化,无论是能源电力领域还是AI、充电桩等其他领域,全球都在走电气化道路,现在电气化占比低于30%,无论是欧洲、美国还是中国,到2050年电气化目标都将提至50%。

  放眼未来,光伏作为经济且灵活的新能源,随着技术的不断迭代,未来应用形式多样,发展前景广阔。例如,以城市负荷为中心的大局域网、微网建设中,光伏将发挥重要作用;同时,光伏与充电桩的结合也将成为趋势。再过几年,光伏还将与氢能等形成多样化应用场景。”

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