太陽能逆變器的設(shè)計原理

太陽能電池的作用從誕生一個多世紀(jì)以來，已經(jīng)被人熟知，而且電池面板的普及應(yīng)用也已經(jīng)有半個多世紀(jì)了。太陽能電池面板由石英硅單元或者采用新型薄膜技術(shù)的單元組成。在民用照明系統(tǒng)中，太陽光通過電池面板轉(zhuǎn)換成直流電，然后通過一個電子太陽能并網(wǎng)逆變器用于和電網(wǎng)互連。

與太陽能電池面板相比，逆變器由于本身固有的復(fù)雜性，被認(rèn)為是系統(tǒng)中可靠性最低的一部分。因此，如果希望系統(tǒng)有超過20年的使用壽命，并具有很高的客戶滿意度，那么選擇聲譽良好的供應(yīng)商和簽訂有益的保障條款就變得極為重要。

串連的數(shù)量是系統(tǒng)要求的電池面板數(shù)量和類型與逆變器之間的匹配。在選擇電池面板和逆變器時，理解所使用的技術(shù)或當(dāng)?shù)貒揖幋a規(guī)范所要求的接地類型是非常重要的。石英面板在大部分地區(qū)使用時是無需接地的，但是由于表面充電累積效應(yīng)的影響，有一種高效的后端連接面板需要正極接地以避免效率損失。

在薄膜技術(shù)中使用透明氧化傳導(dǎo)（Transparent Oxide Conducting：TCO）技術(shù)的經(jīng)驗表明，由于離子遷移現(xiàn)象，電池面板會被加速腐蝕，因此許多生產(chǎn)商推薦負(fù)極接地。兩種接地方式都需要在逆變器中進(jìn)行電流隔離。幸運的是，用于電流隔離的變壓器使在逆變器中采用更寬輸入電壓范圍成為可能。

可以使用的輸入電壓范圍被稱之為最大跟蹤功率點（Maximum Power Point Tracking：MPPT），也就是逆變器可以從串聯(lián)面板中所提取的最大功率。串聯(lián)電壓會隨著溫度的變化而有很大的波動，所以必須使之穩(wěn)定地落在額定范圍內(nèi)。美國國家電氣編碼規(guī)范要求逆變器必須能夠容忍最高達(dá)600V的直流輸入電壓，這種非常寬的MPPT范圍為系統(tǒng)設(shè)計者帶來了極大的靈活性。

太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能 太陽能逆變器直流發(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。

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 太陽能逆變器示意圖到同一臺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，功率較小的使用場效應(yīng)晶體管，同時使用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)致整個光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能。

同時整個光伏系統(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，可以附加一個光伏陣列的接口箱，對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)將會把這一信息傳到遠(yuǎn)程控制器上，同時可以通過遠(yuǎn)程控制將這一串停止工作，從而不會因為一串光伏串的故障而降低和影響整個光伏系統(tǒng)的工作和能量產(chǎn)出。