摘要太阳能发电作为beplay规则受国家政策的扶持,近年来得到了较快的发展。逆变器作为太阳能发电系统的关键部件起着举足轻重的作用。本文通过对逆变器的技术要求、发展现状及产业影响进行介绍,以期使读者了解逆变器在光伏发电系统中的作用及当前产业发展因素。
关键词 太阳能;逆变器;光伏发电;影响因素
中图分类号TM615 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0029-01
进入2010 年以来,随着国家对太阳能发电的政策扶持,尤其是许多地方对太阳能光伏发电的补贴,让太阳能发电成为了新宠,许多beplay规则 的公司也把企业定位在太阳能发电。在未来几年中,预计太阳能工程的增长率将达到20%~30%。
太阳能作为一种beplay规则 ,为电池制造、电源转换等相关企业提供了新的舞台。由于光伏发电系统产生的电流为直流电,但民用电力以交流供电为主,而且太阳能发电最终将走向并网运行,这就要求太阳能发电必须通过逆变器将直流电转换为交流电来驱动家用电器等负载。因此,逆变器在太阳能发电系统中具有举足轻重的作用。
1 太阳能发电系统对逆变器的要求
光伏发电分为离网型光伏发电系统和联网型光伏发电系统。离网型光伏发电系统是其太阳能电池板所产生电力供特定负载使用消耗的独立系统;联网型光伏发电系统是其太阳能电池所产生电力由公共电网进行传送输出的发电系统。不论是那种系统都对关键部件逆变器提出了很高的要求。
1)整机效率要高,因为太阳能电池板的效率在15% 左右而且价格较高,因此要求逆变器的自身消耗要少,转换效率要高;
2)要具有完备的保护功能,光伏发电系统与我们日常使用的公共电网一样,要具有过欠压、过电流、短路、缺相保护以及温度超限报警等功能。而实现这些功能也是逆变器的基本性能之一;
3)要有较宽的输入电压范围及足够的输出容量,这是由太阳能电池的发电特点所要求的。由于日光光照角度及太阳发光强度的变化而导致了太阳能电池的输出端电压在不断变化,从而影响逆变器的输出容量产生变化,因此要求逆变器能在较大的输入电压范围内正常工作以保持输出电压的稳定;
4)具有满负载启动性能,逆变器要做到在满负载多次连续启动的条件下而不损坏的能力;
5)输出电压的波形失真度要小,如果输出电压中含有较高的高次谐波,将对电力负载产生干扰而导致负载不能正常工作或对公共电网产生电力污染。
2 逆变技术的发展现状
尽管近年来太阳能电池制造企业一直致力于提高太阳能电池的光电转换效率,但是就2010 年2 月太阳能电池的最高光电转换效率来看,15cm×15cm 厚200μm 的太阳能电池也只能实现19.3% 的转换效率。由于太阳能面板的光电转换效率相对低( 平均约在15% 左右),所以从太阳能面板尽可能多获得输出功率的重任就落在了逆变器身上。 太阳能逆变器性能提高更依赖于功率开关器件,想获得高效的交流输出电压和电流,就需要正确选择功率器件。 在中小功率的太阳能逆变器中不少公司拥有自己的专*电路结构,新一代功率器件使得这些电路如虎添翼,效率、可靠性等各方面性能都有了很大提高。
传统逆变器与多个太阳能电池模块串联的结构,存在因日照不均、电池性能不均等原因导致输出效率下降的弊端,进而导致整体的输出功率大幅降低的问题。为了解决这一问题,出现了各个太阳能电池模块配备逆变器及转换器功能的新架构,即“微型逆变器”及“微型转换器”。此外,与通信功能组合的话,还可用于监视各个模块的状态,检测出出现故障的模块。简而言之,微型逆变器是在各个模块上全部配备上现有的逆变器功能。也就是说,从输出功率的优化到DC-AC 转换均由模块来进行。从模块输出的功率为交流,可直接并入电网。 电源优化器会以间接的方式互相通信,检测自己的电流和电压环境并自