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摘要 太陽(yáng)能發(fā)電作為新能源受?chē)?guó)家政策的扶持，近年來(lái)得到了較快的發(fā)展。逆變器作為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件起著舉足輕重的作用。本文通過(guò)對(duì)逆變器的技術(shù)要求、發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)影響進(jìn)行介紹，以期使讀者了解逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的作用及當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展因素。
關(guān)鍵詞 太陽(yáng)能；逆變器；光伏發(fā)電；影響因素
中圖分類(lèi)號(hào)TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2010）30-0029-01
進(jìn)入2010 年以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的政策扶持，尤其是許多地方對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的補(bǔ)貼，讓太陽(yáng)能發(fā)電成為了新寵，許多新能源的公司也把企業(yè)定位在太陽(yáng)能發(fā)電。在未來(lái)幾年中，預(yù)計(jì)太陽(yáng)能工程的增長(zhǎng)率將達(dá)到20%~30%。
太陽(yáng)能作為一種新能源，為電池制造、電源轉(zhuǎn)換等相關(guān)企業(yè)提供了新的舞臺(tái)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電流為直流電，但民用電力以交流供電為主，而且太陽(yáng)能發(fā)電最終將走向并網(wǎng)運(yùn)行，這就要求太陽(yáng)能發(fā)電必須通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)家用電器等負(fù)載。因此，逆變器在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。
1 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求
光伏發(fā)電分為離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是其太陽(yáng)能電池板所產(chǎn)生電力供特定負(fù)載使用消耗的獨(dú)立系統(tǒng)；聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是其太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生電力由公共電網(wǎng)進(jìn)行傳送輸出的發(fā)電系統(tǒng)。不論是那種系統(tǒng)都對(duì)關(guān)鍵部件逆變器提出了很高的要求。
1）整機(jī)效率要高，因?yàn)樘?yáng)能電池板的效率在15% 左右而且價(jià)格較高，因此要求逆變器的自身消耗要少，轉(zhuǎn)換效率要高；
2）要具有完備的保護(hù)功能，光伏發(fā)電系統(tǒng)與我們?nèi)粘Ｊ褂玫墓搽娋W(wǎng)一樣，要具有過(guò)欠壓、過(guò)電流、短路、缺相保護(hù)以及溫度超限報(bào)警等功能。而實(shí)現(xiàn)這些功能也是逆變器的基本性能之一；
3）要有較寬的輸入電壓范圍及足夠的輸出容量，這是由太陽(yáng)能電池的發(fā)電特點(diǎn)所要求的。由于日光光照角度及太陽(yáng)發(fā)光強(qiáng)度的變化而導(dǎo)致了太陽(yáng)能電池的輸出端電壓在不斷變化，從而影響逆變器的輸出容量產(chǎn)生變化，因此要求逆變器能在較大的輸入電壓范圍內(nèi)正常工作以保持輸出電壓的穩(wěn)定；
4）具有滿負(fù)載啟動(dòng)性能，逆變器要做到在滿負(fù)載多次連續(xù)啟動(dòng)的條件下而不損壞的能力；
5）輸出電壓的波形失真度要小，如果輸出電壓中含有較高的高次諧波，將對(duì)電力負(fù)載產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作或?qū)搽娋W(wǎng)產(chǎn)生電力污染。
2 逆變技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
盡管近年來(lái)太陽(yáng)能電池制造企業(yè)一直致力于提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但是就2010 年2 月太陽(yáng)能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率來(lái)看，15cm×15cm 厚200μm 的太陽(yáng)能電池也只能實(shí)現(xiàn)19.3% 的轉(zhuǎn)換效率。由于太陽(yáng)能面板的光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)低( 平均約在15% 左右)，所以從太陽(yáng)能面板盡可能多獲得輸出功率的重任就落在了逆變器身上。 太陽(yáng)能逆變器性能提高更依賴(lài)于功率開(kāi)關(guān)器件，想獲得高效的交流輸出電壓和電流，就需要正確選擇功率器件。 在中小功率的太陽(yáng)能逆變器中不少公司擁有自己的專(zhuān)*電路結(jié)構(gòu)，新一代功率器件使得這些電路如虎添翼，效率、可靠性等各方面性能都有了很大提高。
傳統(tǒng)逆變器與多個(gè)太陽(yáng)能電池模塊串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，存在因日照不均、電池性能不均等原因?qū)е螺敵鲂氏陆档谋锥耍M(jìn)而導(dǎo)致整體的輸出功率大幅降低的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，出現(xiàn)了各個(gè)太陽(yáng)能電池模塊配備逆變器及轉(zhuǎn)換器功能的新架構(gòu)，即“微型逆變器”及“微型轉(zhuǎn)換器”。此外，與通信功能組合的話，還可用于監(jiān)視各個(gè)模塊的狀態(tài)，檢測(cè)出出現(xiàn)故障的模塊。簡(jiǎn)而言之，微型逆變器是在各個(gè)模塊上全部配備上現(xiàn)有的逆變器功能。也就是說(shuō)，從輸出功率的優(yōu)化到DC-AC 轉(zhuǎn)換均由模塊來(lái)進(jìn)行。從模塊輸出的功率為交流，可直接并入電網(wǎng)。 電源優(yōu)化器會(huì)以間接的方式互相通信，檢測(cè)自己的電流和電壓環(huán)境并自
