更高的電壓可容納更長的模塊串。1.5 kV 系統(tǒng)可容納 33 個額定直流電壓為 45 V 的模塊，而 2 kV 系統(tǒng)可容納 44 個模塊，這意味著電力容量增加了 33%。串長越長，串?dāng)?shù)越少。這有助于將系統(tǒng)支出的電氣平衡(包括匯流箱、連接器和電纜的成本)降低 10% 至 15%。所需的逆變器數(shù)量也應(yīng)該會減少，因為更高的電壓可以容納更多功率密集型電子設(shè)備。
雖然 2 kV 逆變器由于某些組件的制造規(guī)模較小且測試要求增加而成本更高，但長期前景仍然樂觀。切換到 2 kV 將使逆變器的功率密度更高，從而節(jié)省外殼、保險絲和其他組件。更少的太陽能項目組件應(yīng)該會降低勞動力成本，并意味著更低的運(yùn)營和維護(hù) (O&M) 費(fèi)用。這可能意味著最終資本成本降低 1% 到 2%，同時能源產(chǎn)量更高。
主要挑戰(zhàn)
在廣泛采用之前，必須解決幾個挑戰(zhàn)。主要瓶頸是 2 kV 逆變器的可用性，因為必須解決許多技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，能夠處理 2 kV 的組件有限，逆變器制造商必須應(yīng)對與匯流箱、外部絕緣、保險絲和開關(guān)相關(guān)的問題。必須完成大量的硬件和軟件測試，以確保 2 kV 逆變器在電網(wǎng)上的可靠性和安全可操作性。由于前者的功率密度較高，因此與集中式逆變器相比，公用事業(yè)規(guī)模的串式逆變器采用 2 kV 面臨的挑戰(zhàn)也更大。與集中式設(shè)備相比，這可能會稍微推遲 2 kV 串式逆變器的采用。
標(biāo)準(zhǔn)有限是阻礙 2 kV 產(chǎn)品開發(fā)和采用的另一個重大障礙。最近，晶科能源控股有限公司成為第一家獲得 UL Solutions Inc. 2 kV 模塊認(rèn)證的太陽能模塊公司。然而，完善的認(rèn)證流程需要時間，制造商需要更長的時間才能使其產(chǎn)品符合這些標(biāo)準(zhǔn)。說服開發(fā)商投資 2 kV 項目是另一個挑戰(zhàn)，因為這些新站點(diǎn)本質(zhì)上比標(biāo)準(zhǔn)的 1.5 kV 項目風(fēng)險更大，成本更高，供應(yīng)商選擇更少。
對于組件而言，電壓的提高需要電氣部件之間更大的爬電距離，這會略微降低組件的效率并增加其每瓦成本。此外，組件制造商目前專注于向 n 型技術(shù)轉(zhuǎn)變，再加上面板供應(yīng)過剩導(dǎo)致利潤率下降，這削弱了他們投資新技術(shù)的意愿。然而，與逆變器制造商面臨的挑戰(zhàn)相比，向 2 kV 的過渡對組件來說并不特別困難，因為大多數(shù)大型商用和公用事業(yè)規(guī)模的光伏組件已經(jīng)采用了玻璃-玻璃結(jié)構(gòu)，為更高的電壓提供了足夠的絕緣和保護(hù)。
技術(shù)預(yù)測
中國和美國很可能是首批采用 2 kV 技術(shù)的地區(qū)。中國是全球最大公用事業(yè)制造商的試驗場，預(yù)計將開展大量試點(diǎn)項目，以確保制造商在進(jìn)軍國際市場之前組件的可靠性。中國更快的交貨時間也將促進(jìn) 2 kV 產(chǎn)品更快地進(jìn)入市場。美國預(yù)計將效仿，GE Vernova 最近推出了一款 2 kV 逆變器，標(biāo)志著該市場邁出了重要一步。
開發(fā)商和工程、采購和施工服務(wù)公司需要一段時間才能適應(yīng) 2 kV 產(chǎn)品，而且美國的投資決策時間也更長。從 1 kV 轉(zhuǎn)向 1.5 kV 的歷史先例來看，1.5 kV 逆變器的出貨量在首批試點(diǎn)項目啟動兩年后激增，預(yù)計 2 kV 技術(shù)的廣泛采用將需要數(shù)年時間。標(biāo)普全球預(yù)測，2 kV 產(chǎn)品將從 2026 年的不到 5 GW 增長到 2030 年的 380 GW，屆時將占全球公用事業(yè)規(guī)模太陽能項目的 77%。
由于場地布局更簡單，能量產(chǎn)量略有增加，轉(zhuǎn)向 2 kV 為長期降低系統(tǒng)平衡、逆變器、勞動力和運(yùn)維成本提供了良好的機(jī)會。行業(yè)范圍內(nèi)的合作對于克服技術(shù)挑戰(zhàn)、建立標(biāo)準(zhǔn)和推動采用至關(guān)重要。對這一技術(shù)飛躍的認(rèn)識不斷提高對于確定系統(tǒng)平衡中的額外成本節(jié)約至關(guān)重要。雖然技術(shù)挑戰(zhàn)仍然存在，特別是在 2 kV 逆變器產(chǎn)品的設(shè)計方面，但標(biāo)普預(yù)測公用事業(yè)規(guī)模的太陽能將在 2026 年至 2027 年間開始轉(zhuǎn)向 2 kV，尤其是在美國和中國。
