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在“雙碳”目標的愿景規(guī)劃下，太陽能已成為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。而在太陽能的開發(fā)利用中，一位什么的“魔法師”發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，它就是光伏逆變器。今天，來了解下光伏逆變器是如何將陽光轉(zhuǎn)化為清潔電力的。

1.什么是光伏逆變器？

光伏逆變器是指將太陽能電池板產(chǎn)生的可變直流電（DC）轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電(AC)的逆變器，在太陽能開發(fā)利用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其作用原理基于太陽能電池板中的半導體材料特殊性質(zhì)實現(xiàn)。當陽光照射到太陽能電池板上時，半導體材料吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為電能，這個過程實際上是將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電。然而，我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娛墙涣麟?，因此需要將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，這就是光伏逆變器的作用所在。

2.光伏逆變器都有哪些類型？

光伏逆變器有多種類型，按技術(shù)路線及功率水平可分為集中式、組串式、集散式（模塊化）和微型逆變器等，不同類型的逆變器適用于不同的應(yīng)用場景。其中，集中式與組串式是目前市場的主流產(chǎn)品。
2.1.集中式光伏逆變器

集中式光伏逆變器是最傳統(tǒng)的逆變器形式之一，將大量并行的光伏組件串連到同一臺集中逆變器的直流輸入端，匯總成較大直流功率，再轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷囊环N電力電子裝置，其功率相對較大，單機容量一般為500kW以上。它具有輸出功率大、技術(shù)成熟，以及電能質(zhì)量高、成本低等優(yōu)點，但其最大功率跟蹤電壓范圍比較窄，組件配置靈活性較低，發(fā)電時間短，因此，要求光伏組件之間具有較高的匹配性，一旦出現(xiàn)多云、部分遮蔭，或單個組串故障，將影響整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率和產(chǎn)能。主要應(yīng)用于光照均勻的集中式地面大型光伏電站等集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)。產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率高，電網(wǎng)友好性強，安全可靠，經(jīng)濟性好，能適應(yīng)高寒、低溫、高海拔等多種環(huán)境, 廣泛應(yīng)用于荒漠、高原、商業(yè)屋頂?shù)却?、中型光伏發(fā)電系統(tǒng)。隨著技術(shù)進步近年來開始與下游的變壓器集成，形成“逆變升壓”一體化的解決方案，以及與儲能結(jié)合的光儲一體化解決方案。

2.2 組串式光伏逆變器

組串式光伏逆變器是當前市場主流的逆變器形式，其逆變方式是對單串或數(shù)串光伏組件進行單獨的最大功率點跟蹤，再經(jīng)過逆變以后并入交流電網(wǎng)，一臺組串式逆變器可以有多個最大功率峰值跟蹤模塊，單機容量一般在200kW以下。組串式光伏逆變器最大功率跟蹤電壓范圍寬，組件配置靈活，發(fā)電時間長。而且，其功率密度高，安裝維護簡單，可滿足戶內(nèi)、戶外等不同的應(yīng)用環(huán)境要求，廣泛應(yīng)用于規(guī)模較小的電站，如戶用分布式發(fā)電、中小型工商業(yè)屋頂電站等，也可應(yīng)用于地形復雜的大型地面電站。
2.3 集散式光伏逆變器

集散式逆變器結(jié)合了大型集中式光伏逆變器的集中逆變優(yōu)勢和組串式光伏逆變器的分散MPPT跟蹤優(yōu)勢，達到集中式逆變器低成本高可靠性，組串式逆變器的高發(fā)電量。集散式逆變器具有工程經(jīng)驗少、安全性及穩(wěn)定性還需驗證的缺點，應(yīng)用于我國光伏“領(lǐng)跑者”示范基地。
2.4 微型逆變器

微型逆變器的逆變方式是每個微型逆變器一般只對應(yīng)單塊或數(shù)塊光伏組件，可以對每一塊光伏組件進行單獨的最大功率點跟蹤，再經(jīng)過逆變以后并入交流電網(wǎng)。微型逆變器的單體容量一般在5kW以下。微型逆變器能夠?qū)γ繅K光伏組件進行獨立的最大功率跟蹤控制，從而實現(xiàn)對每塊光伏組件的輸出功率進行精細化調(diào)節(jié)及監(jiān)控。相較于集中式逆變器與組串式逆變器，在碰到部分遮擋或者組件性能差異的情形下，微型逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)能獲得更高的發(fā)電效率。此外，微型逆變器全部并聯(lián)運行，并且直接將每塊光伏組件的直流電逆變?yōu)榻涣麟姾蟛⑷腚娋W(wǎng)， 運行時僅有幾十伏的直流電壓，最大程度降低了安全隱患 。其優(yōu)點是高功率密度，安裝維護簡單，可自動適應(yīng)復雜電網(wǎng)環(huán)境，延長發(fā)電時間，有效提升發(fā)電收益，同時內(nèi)置防雷及高精度漏電流保護，具備儲能接口和多種通訊方式，滿足戶內(nèi)、戶外等不同的應(yīng)用環(huán)境要求，廣泛應(yīng)用于住宅屋頂、庭院等戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)。
3.光伏逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)

光伏逆變器主要由輸入濾波電路、DC/DC MPPT電路、DC/AC逆變電路、輸出濾波電路、核心控制單元電路組成。
再者，光伏逆變器拓撲結(jié)構(gòu)有前端MPPT升壓以及后端的逆變，逆變又分為2電平全橋以及“I”型與“T”型三電平，對應(yīng)的功率器件有前端防反二極管，Boost電路的IGBT/MOSFET與快恢二極管，逆變器通常采用IGBT，根據(jù)工作電壓的不同有650V與1200V，而1500V系統(tǒng)則采用1200V IGBT“I”型三電平方案。

4.結(jié)語

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的成熟，以及經(jīng)濟性價值被不斷挖掘，光伏逆變器出貨也將呈現(xiàn)更加明顯的上升趨勢。歷經(jīng)二十余年的技術(shù)拼殺，現(xiàn)如今中國的光伏逆變器企業(yè)已成功站穩(wěn)全球巔峰，曾經(jīng)數(shù)百家的市場混戰(zhàn)優(yōu)勝劣汰至不足二十家。充分技術(shù)競賽下的光伏逆變器，效率、電壓穿越、智能化、支撐電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)不斷飛躍，成本曲線俯身下沖。當然，逆變器技術(shù)的每一步躍升，均構(gòu)成了未來主力能源躍升的堅實基礎(chǔ)，但也將帶來新一輪的行業(yè)洗牌。 

原標題：揭秘光伏逆變器：將陽光轉(zhuǎn)化為清潔電力的魔法師！