光伏并網微型逆變器的分析

摘要：微型逆變器是太陽能光伏并網微型逆變器的簡稱。太陽能光伏微型逆變器是太陽能電池板上用于將直流電轉化成交流電的裝置。所謂的微型，是指太陽能接收板的每個電池模塊都裝有相對應的單一逆變器，稱之為微型逆變器。現微型逆變器的已經得到了一定程度的開發和利用，文章就微型逆變器的技術、市場、前景等展開一系列探討和分析。

關鍵詞：微型逆變器；太陽能；分析

1 技術分析

1.1 高效率的變換技術

為了減小微逆變器的大小，則必須要加快逆變器的開關頻率，但開關頻率過高又會致使開關損耗的上升以及變換效率的下降，因而，減小體積與提高效率是相互矛盾的。使用高頻軟開關可以較好地解決這個問題，軟開關技術是一種既不增加開關損耗又可以提高開關效率的技術。由此可見，研制和開發一種合適的軟開關技術，并將其與實際的微型逆變器的結構拓撲相配合，是微型逆變器在開發和使用過程中必須引起足夠重視的核心問題。

1.2 并網中電流的控制技術

以往的集中式的光伏逆變器通常運用電流閉環控制技術，以保障計入電網的電流跟電網的電壓同頻率同相位，從而實現并網的高質量、高效率，比如可采用PID控制算法、滯環比較控制、比例諧振控制以及可預測的電流重復控制等技術，并且以上技術都需要使用霍爾電流元件來實現其基本功能。

微型逆變器的小功率特點使得要想實現低成本、高效率而且體積微型化，得到一種開發此種并網電流控制技術又是一解決此問題的關鍵點。

1.3 高效率、低成本的最大功率點跟蹤技術

太陽能電池板的轉化效率、逆變器的轉化效率以及MPPT的效率三者的乘積共同構成了光伏并網系統的效率，其中的核心為高效率的點跟蹤技術即MPPT，它對提高效率和降低成本起到了重中之重的作用。

有幾種常用的MPPT方法，像短路電流法、擾動觀察法、爬山計算法、增量電導法、開路電壓法以及通過模糊控制、網絡控制得來的智能控制跟蹤技術等，以上方法均要檢測得知其輸出端的電流與電壓，從而計算得功率的大小。由于逆變器的輸入端電壓很低，所以該端的電流很大，為了避免對微型逆變器的整機效率造成不必要的影響，不能使用普通的電阻檢測裝置，又使用霍爾元件雖然效果較好，但是成本和設備體積成為其限制因素，故開發使用新型的MPPT技術是解決以上問題的最佳方法，也是發展該行業領域的必經之路。

2 市場分析

微型逆變器在全球化的逆變市場中目前占有的份額并不大，微型逆變器以及其MPPT技術的發展必將帶動該新型產業的發展，2010年到15年的增長率預計可達百分之七十以上的供貨量便有望超過現有逆變器。美國iSuppli預測，原有逆變器的供貨量2012年為130萬～140萬臺，而微型逆變器和微型轉換器的合計供貨量2012年將達到約800萬臺。目前美國已有風險企業等多家企業對微型逆變器和微型轉換器展開開發。

根據AlbertoGuerra的推測，將來的發展中，太陽能的市場前景比較樂觀，預計可提高兩成到三成。與此同時，生產成本導致的產品價格也會大幅減少。因為逆變器的生產成本在全部系統中所占的份額比較重，故廣闊的市場需求使其產品價格會得到更多的支持。

當前集中式的逆變器的效率已達九成五以上，為使效率得到進一步提高，則不僅要在制造工藝上下功夫，創新型的新材料也是需要引起更多的關注。另外，傳統逆變器的開發人員碰到的問題跟微型逆變器和轉換裝置的開發人員碰到的問題不一致。對于前者，由于有多個功率的轉換級別與通信方式的需要，設計者主要考慮的是通過某種控制手段來調節這些轉換級別與通信方式，創造出適合的輔助產品方案并制作出廠，從而達到所預期的控制目的。在實際應用中，光伏逆變器逐漸面臨著其他方面的挑戰，比如高效的并網要求、高質量的電能、電磁兼容性和穩定性考慮以及各種保護措施的配置等。為此，設計者必須熟悉各個與其有關的領域的研究，并因地制宜地進行實地分析，從而推出最適合的市場產品，以滿足不同條件下的各類需求。

3 前景分析

光伏逆變器以提高效率為先。效率是微型逆變器發展的重點也是難點，也是最基本的核心問題，效率是保證效益的基礎，是實用性和長遠性的保證。但由于太陽能電池板的型號不同，功率的輸出轉換大小也差異很大，因此，為提供高效的轉化率，針對不同大小的設備，要相應配備不同的三相或者單項逆變設備。近年來由此發展起來的單片微型逆變器也愈發變得炙手可熱，市場需求量將會進一步增大。根據權威的報告顯示，“2010年逆變器的出貨量超過20GW”，巨大的出貨量也預示著逆變器的市場前景的廣闊，在未來十幾年中，其生命力必將得到進一步的發掘。另有調研結果顯示，“到2014年，球太陽能逆變器的出貨量可望超過2330萬臺，與2010年的260萬臺出貨規模相較，可望擴大至9倍之多。”可見，光伏市場被社會的認可程度也在大幅度的提高。

總體來看，逆變器的市場形勢比較樂觀，而微型逆變器隨著其不斷地推廣和使用，必將成為光伏市場的寵兒，同時隨著生產成本以及價格的降低，其不久也會成為民用市場的核心產品。

4 結束語

無論從逆變器的技術還是市場方向來看，這都是一項有潛力、有未來，并且也需要得到更多重視和研究的領域，相信不久的將來，光伏逆變的概念必將會深入人心，微型逆變器的發展也將會引起世界能源結構體系的一次重大的變革。

參考文獻

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