組串逆變器和微型逆變器在遮光條件下的性能對比研究

三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 李 路

組串逆變器和微型逆變器在遮光條件下的性能對比研究

三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 李 路

通過實驗對比研究了光伏發(fā)電系統(tǒng)中組串逆變器和微型逆變器轉(zhuǎn)換效率受遮光效應(yīng)的影響，測試結(jié)果表明，組串逆變器相比于集中型逆變器增加了發(fā)電量，而微型逆變器具有抗干擾能力強，發(fā)電量更大等特點。

光伏發(fā)電系統(tǒng)；組串逆變器；微型逆變器；陰影遮擋

1 引言

近幾年，光伏發(fā)電技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，隨著國家相關(guān)政策的推動，光伏電站的建設(shè)已經(jīng)成為最主要的新能源的利用方式。然而在實際生活中光伏發(fā)電系統(tǒng)會受到很多自然因素的干擾，例如灰塵遮擋、樹葉封蓋以及建筑物陰影等，不僅僅會降低單個電池片的短路電流，而且還影響整個組件的短路電流，使得整個系統(tǒng)的輸出功率下降，重者則會加劇熱斑效應(yīng)從而組件受到破壞。本文研究了在各種遮擋方式下，電壓電流輸出特性及組串逆變器和微型逆變器的轉(zhuǎn)化效率，從而得到遮光效應(yīng)在串聯(lián)連接至逆變器和以單個電池板連接到逆變器兩種不同方式下對光伏發(fā)電直流交流轉(zhuǎn)換效率的影響。

2 逆變電路設(shè)計

光伏組件兩種連接方式如圖1、圖2所示，在微型逆變器電路中，八塊光伏組件每兩塊串聯(lián)在一起然后互相串聯(lián)成四條電路與微型逆變器連接，四條回路都可以獨立工作互不干擾；在組串型逆變電路中，八塊光伏組件每四塊串聯(lián)在一起然后互相串聯(lián)組成兩條回路并與組串逆變器相連接。

圖2 組串型逆變器電路圖

3 實驗及數(shù)據(jù)

分別對微型并網(wǎng)逆變器電路和組串型并網(wǎng)逆變器電路中的一塊太陽能電池板進行遮光，其等效圖如圖3所示。

圖3 遮光后的光伏陣列工作原理圖

圖3中每個微型逆變器串聯(lián)光伏陣列中兩塊組件，每塊組件均有MPPT控制，能夠保證組件的最大功率輸出。即使當(dāng)有遮光效應(yīng)等現(xiàn)象的出現(xiàn)時，微型逆變器也能夠?qū)⒄麄€太陽能陣列輸出達到最大。微型逆變器設(shè)計工作溫度范圍為-40℃～+65℃。ECU（能量通信器）通過以太網(wǎng)/WIFI連接到路由器接入互聯(lián)網(wǎng)或通過GPRS傳輸?shù)揭苿油ㄐ旁O(shè)備上，所有逆變器的信息會傳送到EMA（能量監(jiān)控和分析器）上進行分析處理。

改變陰影遮擋面積，分別得到兩種逆變方式下的光伏陣列的短路電流ISC、開路電壓VOC、最大功率Pm等工作參數(shù)，如表1、表2所示。

表1 不同遮光比例下組串逆變器對應(yīng)太陽能電學(xué)參數(shù)變化

表2 不同遮光比例下微型逆變器對應(yīng)太陽能電學(xué)參數(shù)變化

4 結(jié)束語

在局部遮光的情況下，光伏陣列受到遮光效應(yīng)的影響，將使被遮光的太陽能電池板的短路電流降低，從而導(dǎo)致整個組件短路電流的下降，有時被遮光的太電池板處于負(fù)電壓的情況下工作，此時它將消耗整個組件功率，并因此帶來熱斑效應(yīng)，破壞太陽能電池組件。通過驗證微型逆變器確實能夠提高整個太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率，故微型逆變器可以有效改善遮光效應(yīng)對電池板組件轉(zhuǎn)化效率所帶來的影響。

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