光電轉(zhuǎn)換效率

　　峰值電能轉(zhuǎn)換效率不是逆變器輸出最大功率能力的可靠測(cè)量指標(biāo)。每天乃至季節(jié)的不同都會(huì)發(fā)生太陽(yáng)光線強(qiáng)度的變化。一個(gè)平坦的效率特性曲線通常如圖1所描述的那樣。

表1 加權(quán)效率參數(shù)中的系數(shù)和光照百分比關(guān)系表

?

　　為了比較逆變器接近真實(shí)工作條件的效率，幾個(gè)社會(huì)團(tuán)體已經(jīng)提出了一種加權(quán)效率，用于在不同光照條件下衡量電能轉(zhuǎn)換效率。表1描述了加權(quán)系數(shù)和光照百分比之間的關(guān)系。

　　此外，除了針對(duì)位置的加權(quán)效率參數(shù)外，評(píng)估逆變器性能的低喚醒功率電平和低夜間功率損耗參數(shù)也是非常重要的。與系統(tǒng)最初幾小時(shí)收集的能量相比，在清晨和午后所收集的能量，以及夜間使用的能量只占其中的很少一部分。這兩個(gè)參數(shù)不會(huì)在峰值效率或加權(quán)效率測(cè)量中體現(xiàn)，而且在逆變器以相同效率收集的總能量中也有很大的不同。

　　太陽(yáng)能電池面板之間連接的不同拓?fù)湫问揭才c可獲得的峰值效率相關(guān)。在歐洲，無(wú)變壓器逆變器可以獲得最高的電能轉(zhuǎn)換效率，主要是由于其直流輸入電壓允許高達(dá)1000V。在北美，基于上述提到的電壓輸入范圍的原因，600V的限制使雙階無(wú)變壓器或高效率的隔離逆變器成為最好的選擇，但是這些實(shí)現(xiàn)方法比單階無(wú)變壓器逆變器的效率要低。

　　最近，歐洲發(fā)明了一種新型的具有電流隔離功能的逆變器，通過(guò)使用高頻變壓器所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)使它非常適合北美市場(chǎng)。該逆變器的峰值功率效率可以達(dá)到97.3%，CEC標(biāo)準(zhǔn)效率可以達(dá)到97.0%，歐洲標(biāo)準(zhǔn)效率達(dá)到96.9%。它不僅可以勝任采用高頻變壓器的隔離設(shè)計(jì)，也能夠勝任大多數(shù)采用無(wú)變壓器的設(shè)計(jì)。

　　對(duì)電信領(lǐng)域中關(guān)鍵有效負(fù)荷進(jìn)行絕對(duì)保障的經(jīng)驗(yàn)使生產(chǎn)商將電信零電壓、零電流切換技術(shù)移植到有同等嚴(yán)格要求的并網(wǎng)逆變器應(yīng)用中，而無(wú)須在設(shè)備壽命或可靠性方面讓步。為了減小磁性器件的體積，更快速的開關(guān)MOSFET器件被用于替代比較慢的IGBT器件，并成為逆變器領(lǐng)域中的核心器件。

　　對(duì)于世界范圍內(nèi)的太陽(yáng)能電池光伏產(chǎn)業(yè)，具有挑戰(zhàn)性的降成本努力關(guān)乎到企業(yè)的生存。實(shí)際上，歐洲的研究已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向無(wú)變壓器拓?fù)渲械母唛_關(guān)頻率，其目的是通過(guò)調(diào)整逆變器的體積和重量來(lái)減小逆變器的總體體積，進(jìn)而也降低了維護(hù)成本。

　　然而這項(xiàng)研究使用了實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的碳化硅（Silicon Carbide：SiC）技術(shù)器件，該器件的可靠性和硅MOSFET器件的電流能力還沒有得到證實(shí)。但是，應(yīng)用于通過(guò)降低重量和實(shí)現(xiàn)最高效率的最低成本面板中的逆變器和業(yè)界降低系統(tǒng)成本的努力是一致的。

系統(tǒng)監(jiān)控

　　系統(tǒng)監(jiān)控的手段對(duì)總體擁有成本有決定性的影響（見圖2）。在安裝過(guò)程中，易于啟動(dòng)就意味著更低的成本。有些逆變器具有對(duì)單個(gè)或多個(gè)逆變器進(jìn)行編程而不需要外部接口或計(jì)算機(jī)的能力。在系統(tǒng)啟動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都提供清晰的信息顯示。從單行的文本顯示到真彩色的圖形顯示，從常規(guī)鍵盤輸入到觸摸屏輸入都是可以獲得的。

?

圖2? 內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)瀏覽服務(wù)器使用戶、生產(chǎn)商和安裝工人都可以監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)

　　最好的監(jiān)控系統(tǒng)就是滿足用戶的需要。系統(tǒng)的顯示質(zhì)量和通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問的能力都需要增加額外的成本。然而，近些年來(lái)，至少有兩家歐洲公司在他們的逆變器中提供了內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)瀏覽服務(wù)器。這不僅使用戶，而且使生產(chǎn)商和安裝工人都可以監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。其目的就是為了降低系統(tǒng)保證工作20年的成本，并能夠提供具有預(yù)見性的、競(jìng)爭(zhēng)力的維護(hù)服務(wù)承諾，以及提供接入未來(lái)智能電網(wǎng)的功能。

　　業(yè)界正向具有先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能、創(chuàng)新型高效隔離逆變器的方向發(fā)展。在北美，逆變器技術(shù)領(lǐng)域最新的進(jìn)展為太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)新的范例，它包括僅在以前的歐洲高壓系統(tǒng)中才能夠見到的隔離和高效率優(yōu)點(diǎn)，而不必在系統(tǒng)可靠性、使用壽命、易于安裝和使用方面做出讓步。遵循美國(guó)編碼規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也使得它在2011年就能夠在美國(guó)廣泛布署。

?