逆變器是太陽能光伏系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。太陽能光伏電池將光能轉(zhuǎn)換為直流電,再通過逆變器將直流電逆變成50赫茲、230/400伏的三相或230V的單相交流電。
根據(jù)逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨立型電源用和并網(wǎng)用二種。根據(jù)波形調(diào)制方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對于用于并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器,根據(jù)有無變壓器又可分為變壓器型逆變器和無變壓器型逆變器。
而目前市場上用到光伏系統(tǒng)里最多的是集中式逆變器,所謂集中式逆變器,就是將一個太陽能光伏電池串聯(lián)后,達到一個高壓直流,在通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流。但是在光伏電站里,太陽能光伏電池組件,局部的陰影、不同的傾斜角度及面向方位、污垢、不同的老化程度、細小的裂縫以及不同光電板的不同溫度等容易造成系統(tǒng)失配導(dǎo)致輸出效率下降的弊端,進而導(dǎo)致整體的輸出功率大幅降低,因此這也成為集中式逆變器難以解決的問題。
為了解決這一問題,近年來出現(xiàn)即“微逆變器”及“微型轉(zhuǎn)換器”新架構(gòu)。既在每個太陽能電池模塊配備微型逆變電源,通過對各模塊的輸出功率進行優(yōu)化,使得整體的輸出功率最大化。即使部分電池板受到陰影、灰塵覆蓋等情況的影響,逆變電源優(yōu)化器仍可以跟蹤最佳的局部MPP(最大功率點),可挽回超過57%損失的發(fā)電量。同時,電源優(yōu)化器將輸入電壓/電流轉(zhuǎn)換為不同的輸出電壓/電流,以最大限度提高系統(tǒng)中的能量傳輸。
微逆變器定義
微逆變器技術(shù)提出將逆變器直接與單個光伏組件集成,為每個光伏組件單獨配備一個具備交直流轉(zhuǎn)換功能和最大功率點跟蹤功能的逆變器模塊,將光伏組件發(fā)出的電能直接轉(zhuǎn)換成交流電能供交流負載使用或傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。
當(dāng)電池板中有一塊不能良好工作,則只有這一塊都會受到影響。其他光伏板都將在最佳工作狀態(tài)運行,使得系統(tǒng)總體效率更高,發(fā)電量更大。在實際應(yīng)用中,若組串型逆變器出現(xiàn)故障,則會引起幾千瓦的電池板不能發(fā)揮作用,而微型逆變器故障造成的影響相當(dāng)之小。
微型逆變器幾大優(yōu)點
1、盡量提高每一逆變電源模塊的發(fā)電量,跟蹤最大功率,由于對單塊組件的最大功率點進行跟蹤,可大大提高光伏系統(tǒng)的發(fā)電量,可提高25%。
2、通過調(diào)整每一排光電板的電壓和電流,直至全部取得平衡,以免系統(tǒng)出現(xiàn)失配。
3、此外,每一模塊都具備監(jiān)控功能,降低系統(tǒng)的維護成本,操作更加穩(wěn)定可靠。
4、配置靈活,在家用市場可以按照用戶財力安裝光伏電池大小
5、無高壓電、更安全,安裝簡單,更快捷,維護安裝成本低廉,對安裝服務(wù)商依賴性減少,使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能由用戶DIY.
6、成本與集中式逆變器相比成本相當(dāng),甚至更低。
微逆變器的發(fā)展
微逆變器的概念由來已久。10年前艾思瑪(SMA)公司就考慮開發(fā)該產(chǎn)品,但是最后又決定不做了。從那時起,其他的公司就不斷改進硬件和軟件,使得微逆變器更具吸引力。位于美國加州的,由3名來自NASA的工程師創(chuàng)立的Enphase公司08年開始商業(yè)化的量產(chǎn),并且于當(dāng)年已經(jīng)銷售了好幾萬套產(chǎn)品。隨后Enphase獲得幾次風(fēng)投后于今年在美納斯達克交易所上市,成為全球第一的微型逆變器制造商。
在逆變器行業(yè)另外一件最引人注目的事件是該逆變器龍頭艾思瑪2009年9月宣布,為增加其在光伏技市場的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,已經(jīng)收購了位于荷蘭的從事微逆變器研發(fā)的OKE公司。OKE成立于1984年,是較早進行微逆變器開發(fā)的廠商,SMA將采用OKE的技術(shù)開發(fā)自己的產(chǎn)品線。SMA計劃在今年發(fā)布自己的組件逆變器系列。業(yè)界認為這次收購將改變微逆變器市場的格局。
傳統(tǒng)逆變器供應(yīng)商SMA、Power-One和SunPower,也曾表示于今年推出微型逆變器,其他的競爭對手還包括Siemens和AdvancedEnergyIndustries。
最有名的微逆變器廠家
EnphaseEnergy成立于2006年,總部位于加州,從事設(shè)計、開發(fā)和銷售太陽能光伏微逆變器,產(chǎn)品應(yīng)用于住宅和商業(yè)太陽能系統(tǒng)。EnphaseEnergy是全球最知名的微型逆變器廠商,也是全球第一的微型逆變器制造商,該公司于2012年一季度在納斯達克交易所上市,其在美國市場占有率高達35%。