【導(dǎo)讀】箱式逆變房憑借系統(tǒng)功能、可靠性、系統(tǒng)成本和施工效率等方面的顯著優(yōu)勢，快速成了大型荒漠電站最佳的選擇，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前集中式逆變器解決方案中，50%以上均是以箱式逆變房的形式。
早期荒漠電站多采用自建水泥房，內(nèi)置逆變器的形式，由于占地面積大、人力成本高、施工難度大、建筑材料運(yùn)輸難等原因，導(dǎo)致水泥房的整體成本普遍較高。同時(shí)，房體內(nèi)除逆變器外，還存在配電、通訊、消防、散熱、照明等多個(gè)功能單元，元器件品質(zhì)、施工質(zhì)量很難把控，可靠性無法保障。且供應(yīng)商零散，給后期維護(hù)也帶來了很大的麻煩，此外，水泥房建設(shè)周期長，占用了工程大量的時(shí)間，這顯然已不滿足目前裝機(jī)容量快速增長的要求。在這種背景下，箱式逆變房應(yīng)運(yùn)而生，并憑借系統(tǒng)功能、可靠性、系統(tǒng)成本和施工效率等方面的顯著優(yōu)勢，快速成了大型荒漠電站最佳的選擇，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前集中式逆變器解決方案中，50%以上均是以箱式逆變房的形式。
一、荒漠電站中逆變房面臨的挑戰(zhàn)
早期荒漠電站多采用自建水泥房，內(nèi)置逆變器的形式，存在功能簡單、可靠性低、系統(tǒng)成本高、工程周期長及后期維護(hù)難等諸多挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)1：功能簡單，可靠性低：通用性的自建水泥房僅可提供初級(jí)的防護(hù)，房體內(nèi)除逆變器外，還存在配電、通訊、消防、散熱、照明等多個(gè)功能單元，元器件的品質(zhì)、施工質(zhì)量很難把控，導(dǎo)致可靠性低。實(shí)現(xiàn)高防護(hù)等級(jí)、多功能集成、低自身耗能等綜合目標(biāo)，需要定制化平臺(tái)化的方案思路;
挑戰(zhàn)2：系統(tǒng)成本高：人力成本不斷提高、施工難度大、占地面積大、建筑材料運(yùn)輸難等原因，導(dǎo)致水泥房的整體建設(shè)成本普遍較高;
挑戰(zhàn)3：后期維護(hù)難：除逆變器外，還有配電、通訊、消防、散熱、照明等多個(gè)功能單元，后期運(yùn)維需要協(xié)調(diào)多個(gè)廠家。備品備件管理復(fù)雜，無形中提升了運(yùn)維成本;
挑戰(zhàn)4：工程周期長：從設(shè)計(jì)、施工、裝修、設(shè)備安裝、電纜連接到最終設(shè)備調(diào)試，諸多環(huán)節(jié)導(dǎo)致工程周期長，且建設(shè)工序復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)的資源多，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備已經(jīng)并網(wǎng)運(yùn)行了，風(fēng)道、進(jìn)出風(fēng)口過濾裝置還沒有安裝的情況。
二、一體化功能設(shè)計(jì)，從產(chǎn)品到方案平臺(tái)的提升
光伏電站應(yīng)用環(huán)境各異，在滿足散熱通風(fēng)的前提下，逆變房需要有良好的防塵、防水、防腐蝕的能力。箱式逆變房，將散熱、防護(hù)等功能實(shí)現(xiàn)與逆變器產(chǎn)品結(jié)合，并為業(yè)主提供個(gè)性化內(nèi)部空間，形成一體化功能設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)接入方案平臺(tái)。以陽光電源箱式逆變房為例進(jìn)行分析。
陽光電源箱式逆變房將逆變器、直流柜、通訊單元集成于一體，采用簡潔的分段直排式風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)不含風(fēng)機(jī)，零損耗，免維護(hù)。風(fēng)道長度僅1m，壓力損失小，風(fēng)機(jī)處于最佳效率狀態(tài)。逆變器在工作時(shí)，大部分熱量通過風(fēng)道排出集裝箱外，僅有少量熱量通過輻射傳到箱體內(nèi)部，內(nèi)部空氣吸收熱量后向頂部流動(dòng)，再由集裝箱頂部排風(fēng)扇排出，確保了逆變器的長期可靠運(yùn)行。
陽光電源SG1000TS進(jìn)風(fēng)排風(fēng)一體化設(shè)計(jì)
箱體周圍加設(shè)隔熱層，采用低導(dǎo)熱率的巖棉作為保溫材料，夾層厚度達(dá)50mm，可有效隔絕太陽輻射，并在低溫環(huán)境下較好的保溫。箱體進(jìn)風(fēng)口S型百葉窗采用專利設(shè)計(jì)，防護(hù)網(wǎng)采用四層結(jié)構(gòu)，有效阻止風(fēng)沙和雨水侵入。防塵棉則采用特制高通量低阻力過濾棉，可重復(fù)使用，更換時(shí)只需按下百葉窗暗扣，即可取出防塵棉，整個(gè)更換過程時(shí)間不到幾分鐘。
陽光電源SG1000TS箱體50mm厚隔熱保溫巖棉
陽光電源SG1000TS箱體專利設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)口S型百葉窗，四層結(jié)構(gòu)
通過完善精細(xì)的散熱設(shè)計(jì)，陽光電源箱式逆變房可以做到箱體內(nèi)外最大5℃溫差，并可確保在50℃環(huán)境溫度下滿載輸出，45℃環(huán)境溫度下1.1倍過載輸出。同時(shí)，陽光電源箱式逆變房也在行業(yè)內(nèi)率先通過CE、TUV、CSA等多家權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證的解決方案，滿足多個(gè)國家市場需求。
三、系統(tǒng)可靠性高、后期維護(hù)更便利
除逆變器外，系統(tǒng)還包含配電、通訊、消防、散熱、照明等多個(gè)功能單元，自建水泥房方案使用的元器件品質(zhì)、施工質(zhì)量很難把控，導(dǎo)致可靠性低。而箱式逆變房內(nèi)使用的所有元器件都是經(jīng)過精心篩選，專業(yè)安裝、嚴(yán)格的型式測試和出廠測試，每一個(gè)器件的品質(zhì)都能得到保障。而且自建水泥房由于元器件都是從不同廠家單獨(dú)采購的，后期任何一個(gè)部件損壞都需要找不同廠家，而箱式逆變房由逆變器廠家統(tǒng)一提供，任何問題都由一個(gè)廠家來解決，大大降低了后期的維護(hù)成本。
箱式逆變房采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱體結(jié)構(gòu)，采用海運(yùn)集裝箱的首選用鋼cortenA鋼(GB/T4171-2008)，耐大氣腐蝕性強(qiáng)。且cortenA鋼由于Cr，Cu，P等元素的綜合作用，在鋼的表面形成了致密而且有良好保護(hù)作用的鐵銹。即使在油漆受外力損傷的情況，也不會(huì)像普通鋼材那樣嚴(yán)重銹蝕影響鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。箱體外部采用底漆(富鋅漆)，中間漆(環(huán)氧漆)，外面漆(丙烯酸漆，聚氨酯漆，氯化橡膠漆)共三層油漆結(jié)構(gòu)，并使用具有抗腐蝕、耐磨損、防潮和耐高溫、耐候性、重涂性等特性的優(yōu)質(zhì)油漆材料，確保箱體在高溫、濕熱等各種惡劣環(huán)境下保持長壽命穩(wěn)定運(yùn)行。
此外，維護(hù)便利也需要納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。陽光電源箱式逆變器內(nèi)置500KW逆變器和直流柜，采用中線對稱的放置方式，方便人員查看設(shè)備信息和正面維護(hù);逆變器的前置門板能夠打開160°，極大的提高了維護(hù)空間;集裝箱兩側(cè)設(shè)計(jì)了整體式雙開門，提供了快捷方便的維修通道，若需對逆變器內(nèi)大器件進(jìn)行更換時(shí)，直接打開背部雙開門即可。
陽光電源SG1000TS應(yīng)用、叉車安裝維護(hù)展示
四、成本效率為王，市場選擇是第一標(biāo)準(zhǔn)
大型荒漠電站大多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，人力成本高、施工難度大、建筑材料運(yùn)輸難，導(dǎo)致水泥房的整體建設(shè)成本普遍較高。且從設(shè)計(jì)、施工、裝修、設(shè)備安裝、電纜連接到最終設(shè)備調(diào)試，諸多環(huán)節(jié)導(dǎo)致工程周期長。且建設(shè)工序復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)的資源多，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備已經(jīng)并網(wǎng)運(yùn)行了，風(fēng)道、進(jìn)出風(fēng)口過濾裝置還沒有安裝的情況。為了保證施工質(zhì)量和工程進(jìn)度，業(yè)主單位不得不安排專業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)或聘請監(jiān)理公司代為監(jiān)督。
之所以箱式逆變房方案一經(jīng)推出就迅速占領(lǐng)市場，主要原因之一就是方案在工程成本和施工時(shí)間上優(yōu)勢顯著。綜合考慮占地面積(自建水泥房一般占地約30m2，箱式逆變房僅僅7m2)、人力成本、施工工時(shí)、建筑材料運(yùn)輸?shù)雀鞣N成本，1MW箱式逆變房至少比自建水泥房節(jié)省6分錢/W，即使用箱式逆變房每MW可節(jié)省6萬元。對于100MW電站，可以節(jié)省600萬元初始投資。箱式逆變房安裝也十分便捷，除簡單的平地和地基外，箱式逆變房方案沒有其他施工需求，通過吊裝或叉車即可直接安置在指定地點(diǎn)，很好的滿足了業(yè)主及EPC單位對項(xiàng)目的工程成本和施工周期要求，大大降低了施工難度和現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)。
五、多個(gè)行業(yè)常見的成熟戶外應(yīng)用平臺(tái)
不僅是在光伏行業(yè)和電力行業(yè)，作為全球標(biāo)準(zhǔn)化的大型容器，集裝箱同樣在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用為方案平臺(tái)。
通訊行業(yè)中的集裝箱數(shù)據(jù)中心最早源于Sun在2006年提出的“黑盒子計(jì)劃”，其采用20尺的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，內(nèi)部放置服務(wù)器和供電設(shè)備等，此設(shè)計(jì)優(yōu)勢明顯，并且很快成為了行業(yè)的熱點(diǎn)，如今，IBM、HP、谷歌、思科、微軟等巨頭紛紛涉足，產(chǎn)品更是應(yīng)用于世界各地，包括沙漠、沿海地區(qū)，其應(yīng)用場合與光伏產(chǎn)品類似。
各大通訊公司的集裝箱數(shù)據(jù)中心圖
電力行業(yè)中如：電力設(shè)備制造商ACTIVEPOWER公司、電池制造商SAFT集團(tuán)等也在幾年前就加入到集裝箱化的隊(duì)伍中，其中PowerHouse就是ACTIVEPOWER公司的主要的箱式電源產(chǎn)品。
電力行業(yè)的集裝箱式產(chǎn)品圖
光伏行業(yè)中SMA、西門子等國外品牌09年就開始推出集裝箱類產(chǎn)品，并在歐洲、非洲、亞洲等世界各地普遍應(yīng)用。國內(nèi)的陽光電源、上能及特變電工等逆變器廠家也紛紛推出了箱式逆變房產(chǎn)品，并迅速獲得了國內(nèi)眾多用戶的青睞。憑借系統(tǒng)功能、可靠性、系統(tǒng)成本和施工效率等方面的顯著優(yōu)勢，如今箱式逆變房已成為大型荒漠電站的主流解決方案，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前集中式逆變器解決方案中，50%以上均是以箱式逆變房為主。隨著光伏電站市場的進(jìn)一步拓展，箱式逆變器的適用范圍將更為廣闊。
