太阳能逆变器的发展趋势

逆变器是光伏发电系统的核心部件。在太阳能光伏发电过程中,光伏阵列产生的电力为直流电。然而,许多负载需要交流电,而直流供电系统存在诸多局限性,电压转换不便,负载应用范围也受到限制。除特殊功率负载外,需要逆变器将直流电转换为交流电。光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的核心,它将光伏组件产生的直流电转换为交流电,并将其输送至本地负载或电网,同时也是一种具有相关保护功能的电力电子设备。
太阳能逆变器主要由功率模块、控制电路板、断路器、滤波器、电抗器、变压器、接触器和机柜组成。其生产过程包括电子元件预处理、整机组装、测试和整机包装。其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技术和现代控制技术的发展。

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对于太阳能逆变器而言,提高电源转换效率一直是人们关注的焦点。然而,当系统效率越来越高,接近100%时,进一步提高效率往往意味着成本的降低。因此,如何在保持高效率的同时,又能维持良好的价格竞争力,将是当前研究的重要课题。
与提高逆变器效率的努力相比,如何提高整个逆变器系统的效率正逐渐成为太阳能系统面临的另一个重要问题。在太阳能阵列中,当出现局部2%-3%的阴影区域时,对于采用最大功率点跟踪(MPPT)功能的逆变器,此时系统的输出功率甚至可能下降约20%。为了更好地适应这种情况,采用一对一MPPT或多路MPPT控制功能来控制单个或部分太阳能组件是一种非常有效的方法。

由于逆变器系统处于并网运行状态,系统漏电会造成严重的安全隐患;此外,为了提高系统效率,大多数太阳能电池阵列会串联连接以形成较高的直流输出电压;由于电极间可能出现异常情况,容易产生直流电弧。由于直流电压高,电弧难以熄灭,极易引发火灾。随着太阳能逆变器系统的广泛应用,系统安全问题也将成为逆变器技术的重要组成部分。

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发布时间:2023年4月1日