太阳能逆变器

什么是太阳能逆变器由于建筑的多样性，势必导致太阳能电池板安装的多样性，为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观，这就要求我们的逆变器的多样化，来实现最佳方式的太阳能转换。现在世界上比较通行的太阳能逆变方式为：集中逆变器、组串逆变器，多组串逆变器和组件逆变，现将几种逆变器运用的场合加以分析。集中逆变见下图。集中逆变一般用与大型光伏发电站（ >10kW）的系统中，很多并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端， 一般功率大的使用三相的 IGBT 功率模块， 功率较小的使用场效应晶体管，同时使用 DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏组串的匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率和电产能。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。在 SolarMax( 索瑞·麦克）集中逆变器上，可以附加一个光伏阵列的接口箱，对每一串的光伏帆板串进行监控，如其中有一组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串停止工作，从而不会因为一串光伏串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。组串逆变见下图。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器。组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（ 1kW-5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引入“主 -从”的概念，使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主 - 从”的概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。多组串逆变见下图。多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独的功率峰值跟踪和直流到直流的转换器，这些直流通过一个普通的直流到交流的逆变器转换成交流电，并网到电网上。光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。组件逆变器组件逆变器是将每个光伏组件与一个逆变器相连，同时每个组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样组件与逆变器的配合更好。通常用于 50W到 400W的光伏发电站，总效率低于组串逆变器。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。另一需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流电插座进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做，电力公司有可能反对发电装置直接和普通家庭用户的普通插座相连。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或者允许使用无变压器式的逆变器。这一逆变器在玻璃幕墙中使用最为广泛。SolarMax 的光伏逆变器规格全，既有小功率的组串逆变器，又有大功率的集中式逆变器，随着中国光伏发电市场的迅速发展， SolarMax 逆变器必然会被越来越多的中国客户使用。目前全球的光伏逆变器主要企业有 SMA 、 KACO 、 Fronius 、 Ingeteam、 Siemens、 Studer、Xantrex、 Danfoss、 Conergy、 Satcon、 Power-one、 Outback power 。 SMA 占据全球光伏逆变器市场份额超过 40%， 全球排名第二的 Kaco 市场份额则为 30%， 仅仅两家龙头企业的市场份额就超过 70%。国内很多企业或进行技术储备，或已经开始量产，我们预计它们有望获得技术突破， 充分受益于逆变器市场的高速增长。 国内生产逆变器的厂商有合肥阳光 (专业生产离网 /并网光伏及风力发电逆变器 )、北京索英 (回馈电源及逆变器 )、北京科诺伟业 (系统集成及逆变器 )、志诚冠军 (UPS 为主 )、北京日佳 (小功率为主 )、南京冠亚 (控制逆变为主 )等企业。 目前国内光伏逆变器主要被阳光电源、艾思玛、 KACO 等品牌所占领，国外企业多数通过代理渠道进入国内市场，由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。 2008 年统计数字显示，合肥阳光电源公司占据 70%以上的光伏逆变器市场份额，国内重点光伏项目大功率产品几乎全部选用国内