太陽能逆變器的全面解析

直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變。逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，逆變器按激勵(lì)方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路，一般采用SPWM處理器經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。有了逆變器，就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。

　　多樣性

　　由于建筑的多樣性，勢(shì)必導(dǎo)致太陽能電池板安裝的多樣性，為了使太陽能的轉(zhuǎn)換效率最高同時(shí)又兼顧建筑的外形美觀，這就要求我們的逆變器的多樣化，來實(shí)現(xiàn)最佳方式的太陽能轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在世界上比較通行的太陽能逆變方式為：集中逆變器、組串逆變器，多組串逆變器和組件逆變，現(xiàn)將幾種逆變器運(yùn)用的場(chǎng)合加以分析。

　　集中逆變

　　集中逆變一般用與大型光伏發(fā)電站(>10kW)的系統(tǒng)中，很多并行的光伏組串被連

　　到同一臺(tái)集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊，功率較小的使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管，同時(shí)使用DSP轉(zhuǎn)換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，使它非常接近于正弦波電流。最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的功率高，成本低。但受光伏組串的匹配和部分遮影的影響，導(dǎo)致整個(gè)光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能。同時(shí)整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。最新的研究方向是運(yùn)用空間矢量的調(diào)制控制，以及開發(fā)新的逆變器的拓?fù)溥B接，以獲得部分負(fù)載情況下的高的效率。在SolarMax(索瑞·麥克)集中逆變器上，可以附加一個(gè)光伏陣列的接口箱，對(duì)每一串的光伏帆板串進(jìn)行監(jiān)控，如其中有一組串工作不正常，系統(tǒng)將會(huì)把這一信息傳到遠(yuǎn)程控制器上，同時(shí)可以通過遠(yuǎn)程控制將這一串停止工作，從而不會(huì)因?yàn)橐淮夥墓收隙档秃陀绊懻麄€(gè)光伏系統(tǒng)的工作和能量產(chǎn)出。

　　組串逆變

　　組串逆變器已成為現(xiàn)在國際市場(chǎng)上最流行的逆變器。組串逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個(gè)光伏組串(1kW-5kW)通過一個(gè)逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)

　　許多大型光伏電廠使用組串逆變器。優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異和遮影的影響，同時(shí)減少了光伏組件最佳工作點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，從而增加了發(fā)電量。技術(shù)上的這些優(yōu)勢(shì)不僅降低了系統(tǒng)成本，也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，在組串間引入“主-從”的概念，使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個(gè)逆變器工作的情況下，將幾組光伏組串聯(lián)系在一起，讓其中一個(gè)或幾個(gè)工作，從而產(chǎn)出更多的電能。最新的概念為幾個(gè)逆變器相互組成一個(gè)“團(tuán)隊(duì)”來代替“主-從”的概念，使得系統(tǒng)的可靠性又進(jìn)了一步。目前，無變壓器式組串逆變器已占了主導(dǎo)地位。

　　多組串逆變

　　多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點(diǎn)，避免了其缺點(diǎn)，可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨(dú)的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉(zhuǎn)換器，這些直流通過一個(gè)普通的直流到交流的逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值(如：不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等等)、不同的尺寸或不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串(如：東、南和西)、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個(gè)共同的逆變器上，同時(shí)每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時(shí)，直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。

　　組件逆變

　　組件逆變器是將每個(gè)光伏組件與一個(gè)逆變器相連，同時(shí)每個(gè)組件有一個(gè)單獨(dú)的最大功率峰值跟蹤，這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于50W到400W的光伏發(fā)電站，總效率低于組串逆變器。由于是在交流處并聯(lián)，這就增加了交流側(cè)的連線的復(fù)雜性，維護(hù)困難。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng)，簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進(jìn)行并網(wǎng)，這樣就可以減少成本和設(shè)備的安裝，但往往各地的電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)也許不允許這樣做，電力公司有可能反對(duì)發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。另一和安全有關(guān)的因素是是否需要使用隔離變壓器(高頻或低頻)，或者允許使用無變壓器式的逆變器。這一逆變器在玻璃幕墻中使用最為廣泛。