拓展應(yīng)用范圍,微型逆變器加速增長
微型逆變器之所以被稱為微型,是相對于集中式逆變器而言。集中式逆變器是將多個并行的光伏組串并聯(lián)到同一臺集中逆變器進行逆變,功率很高一般為兆瓦級別,在大型光伏系統(tǒng)中應(yīng)用。而微型逆變器是對每個組件進行獨立的逆變控制,具有組件級別的MPPT,其功率不會超過1000瓦。
微型逆變器組件級別的MPPT為微逆帶來了獨特的優(yōu)勢。MPPT全稱是最大功率點跟蹤,該技術(shù)可以根據(jù)外界不同的環(huán)境特性來調(diào)節(jié)光伏陣列的輸出功率,使輸出功率總是保持在最大狀態(tài)。
微型逆變器是對每個組件進行獨立的逆變控制,這不僅極大提高了整個系統(tǒng)的安全性,對單獨的光伏組件進行逆變控制更是能夠?qū)崿F(xiàn)對每一個光伏組件的單獨最大功率點跟蹤,在合并前將每個光伏組件的功率都調(diào)整至最大,大大降低因為短板效應(yīng)帶來的功率損失,因此微型逆變器在整體的發(fā)電效率上很有優(yōu)勢。
但在很長一段時間里,微型逆變器受制于成本較高、適用場景等各方面因素,與集中式逆變器和組串式逆變器相比,應(yīng)用范圍相當(dāng)有限,往往只會被作為特定市場和特定戶用光伏的一種選擇。
根據(jù)相關(guān)機構(gòu)的測算,目前微型逆變器每瓦裝機成本在1.2元/W,較之前已經(jīng)有所下降。集中式/組串式則為0.20和0.35元/W。從近幾年的出貨來看,微型逆變器每年的出貨量增速都在上升,復(fù)刻組串式逆變器的發(fā)展路徑,通過降價來提升市場份額。技術(shù)的快速發(fā)展也讓微型逆變器的成本也在不斷降低,隨著差價變小,微型逆變器的替代進程會加快。
微型逆變器中的電子器件
微型逆變器需要用到的電子元器件很多,IGBT和MOSFET等功率器件、MCU主控、驅(qū)動肯定是必不可少的,電容、電阻、電感等磁性元件在逆變器中也有大量的應(yīng)用,并在相當(dāng)大的程度上影響著逆變性能,此外還有電流傳感器、直流開關(guān)等組件。
其中,電感器和變壓器在微型逆變器中成本占據(jù)10%左右,在微型逆變器中用量很大,而且對性能影響也很大。主變壓器、互感器、差模電感和共模電感四大類磁性器件在微型逆變器中是很經(jīng)典的組合,在反激式電路拓?fù)浼軜?gòu)中很常見,微逆中這些器件對寬頻寬溫低損要求很高,能夠提高微逆整體的轉(zhuǎn)換效率。
高效轉(zhuǎn)換還需要精確的電流測量來提供支持,以便實現(xiàn)更佳的功率轉(zhuǎn)換、更精確的系統(tǒng)控制和更有效的保護。微逆測電流有低側(cè)和高側(cè)兩種方法,低側(cè)用分流檢測,成本低但是需要權(quán)衡很多性能。高側(cè)也能用分流器來檢測,但是很復(fù)雜成本偏高,現(xiàn)在很多都用霍爾電流傳感來做高側(cè)感測,可以大大減少難度。
霍爾電流傳感器的高側(cè)電流測量可以準(zhǔn)確檢測短路最小化系統(tǒng)功耗,并減少散熱影響大幅提高微型逆變器的可靠性,對微逆的效率也有幫助。
微型逆變器要在小體積下如何兼顧大功率密度和散熱,這些要求考驗上游硬件設(shè)計也考驗?zāi)孀兤鲝S商控制程序的技術(shù)積累,在技術(shù)的進步和成本的下探下,微逆在光伏市場上的滲透率正逐年上升。
小結(jié)
近兩年光伏產(chǎn)業(yè)的火熱是有目共睹的,國內(nèi)逆變器廠商出貨量翻倍增長的也不在少數(shù),其中微型逆變器的增速更是遠(yuǎn)超其他逆變器。雖然目前微逆主要還是在歐美地區(qū)應(yīng)用,但微逆優(yōu)秀的特性隨著國內(nèi)戶用光伏的普及,未來在國內(nèi)也會有足夠的應(yīng)用市場。