集散式光伏逆变器

光伏逆变器离地高度

       1.8至2.5米。逆变器的位置受到环境因素的影响，逆变器和配电箱安装后，要求最低端距离地面1.8至2.5米，这样可以保证逆变器是受到保护的。光伏逆变器主要可分为集中式、组串式、集散式与微型逆变器四大类。

简述逆变器的选型

       光伏并网逆变器的常见类型

       目前我国光伏电站采用的逆变器结构主要有：集中式光伏逆变器系统、组串式光伏逆变器系统、集散式光伏逆变器系统以及微型逆变器等。下面简单介绍一下集中式逆变器和组串式逆变器的的特点（后期会陆续介绍其他类型的逆变器）：

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       1.1集中式光伏逆变器

       集中式光伏逆变系统是大型光伏电站普遍采用的电能变换装置，也是目前最为成熟的技术方案之一。集中式光伏逆变系统采用一路最大功率点跟踪（MPPT）输入，集中MPPT寻优、集中逆变输出，

       集中式逆变器是将很多光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电的设备。集中式逆变器通常使用单级两电平三相全桥拓扑结构，大功率IGBT和SVPWM调制算法，通过DSP控制IGBT发出两电平方波，通过LCL或LC滤波器滤波后输出满足标准要求的正弦波。

       集中式逆变器常见的输出功率为500kW、630kW，以500kW集中式逆变器应用业绩最多，集中式逆变器转换效率通常＞98.3%，中国效率＞97.5%，每台逆变器具有1路MPPT，MPPT电压跟踪范围为500V~850V，2台逆变器组成1MW方阵，通过一个双分裂绕组变压器升压后接入35kV中压电网。

       目前国内还有最新的直流1500V集中式逆变器，单价功率1.25~3.125MW，采用逆变升压一体结构，组成2.5MW~6.4MW的发电系统，适合目前平价电站的建设。

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       集中式逆变器的优点：

       1、安装相对简单，更方便维护。

       2、该逆变系统采用单级式控制方式，控制相对简洁，相关技术比较成熟，单位系统造价低。

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       集中式逆变器的缺点：

       单台集中式光伏逆变器仅具备一路MPPT路数，针对光伏电池板组件之间存在的匹配偏差，无法做到对每一光伏电池板组串精确地跟踪控制，造成电池板利用效率降低。特别是山地电站的大规模涌现，其应用场景受地形限制，无法保证所有组串朝向、倾角按照最优方式配置，单路MPPT方案的集中式光伏逆变器很难满足现场应用要求。

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       1.2组串式光伏逆变器

       组串式光伏逆变系统最初是针对屋顶光伏等小型光伏发电系统设计的，可直接接入低压电网，不需要隔离变压器或升压变压器，特别适合于低压并网的分布式光伏发电。

       为了更好地解决光伏电池板组件“失配”造成的发电量的损失，在大型光伏电站中也出现了以小功率组串式光伏逆变器组成的光伏逆变系统，通过对光伏电池板组件子方阵的分散MPPT优化，交流汇接并联后集中升压并网，从而较好的解决了大型光伏电站因光伏电池板组件“失配”导致的发电量损失。

       组串式逆变器是基于模块化的概念，将光伏方阵中的每个光伏组串连接至指定逆变器的直流输入端，各自完成将直流电转换为交流电的设备。组串式逆变器通常使用两级三电平三相全桥拓扑结构，选用中小功率IGBT和SVPWM调制算法，通过DSP控制IGBT发出三电平方波，通过LCL或LC滤波器滤波后输出满足标准的正弦波。

       组串式逆变器常见的输出功率为1~10kW、20kW~40kW、50kW~80kW，逆变器的最大转换效率为98%以上，中国效率高达98.4%以上，每台逆变器具有多路的MPPT，MPPT电压范围通常为200V~1000V（1~5kW小功率逆变器的MPPT范围一般是80V~500V，直接接入用户电网侧），通过交流汇流后经双绕组变压器接入35kV中压电网。

海得控制：新能源业务逐年上升+华为数据合作

       1、主营业务包括工业电气自动化业务、工业信息化业务和新能源业务。是施耐德、欧姆龙、ABB、赫斯曼、通用电气(GE Fanuc)等国际著名自动化设备供应商战略合作伙伴和国内分销商

        2、新能源业务营收占比逐年提升

        2018-2020年，公司新能源业务营收占比分别为2.72%、6.92%、13.51%。

        (1〉目前公司新能源产品业务聚焦高端专用装备，即面向风电领域的风电变流器产品的研发、制造和销售。

        (2)在光伏行业领域，公司自主研发的NetSCADA软件、e-Control PLC、工业平板电脑等产品及相关解决方案，可广泛应用于针对上述设备的自动化控制和监控。形成了面向光伏行业的1.MW集散式光伏逆变器及MPPT控制器在内的光伏逆变器系列产品和相关技术储备。

        3、华为数据合作

        公司近年来已与华为公司在数据通信产品和部分服务器硬件平台上加强了应用和配套合作，未来公司会根据自身工业互联网业务发展的需要与包括华为公司在内的工业互联网相关企业进行合作。(公司公告、互动)

光伏逆变器分类有哪些

       集中式逆变器，组串式逆变器，集散式逆变器

       集中式逆变器主要应用在大型地面光伏电站，电站容量在10MW~100MW级别，逆变器单体功率为500kW、630kW，主要特点是：1、单体功率大，同等容量电站逆变器数量少，每W单价低，后期维护工作量小；2、室内安装或集装箱安装，工作在室内环境，故障率低，使用寿命长，后期维护成本低；3、大容量逆变器输出波形好，谐波含量少。

       组串式逆变器主要应用于分布式屋顶电站，电站容量在kW级别，逆变器功率等级较多，居民屋顶用的有3、5kW，商业屋顶和工业屋顶用的有20、30、40、50、60kW等，功率等级较多，主要为了适应各种不用的应用场合，由于单台逆变器容量小，同等容量电站逆变器数量多，逆变器每W单价高，主要特点是：1、防护等级高IP65，可直接室外安装，在恶劣环境下故障率偏高，故障后整机更换，后期维护成本高；2、具有多路MPPT功能（最佳功率点跟踪），发电效率较集中式高。

       集散式逆变器主要应用于大型山地电站，电站容量在MW级别，逆变器单体功率1000kW，集合了集中式和组串式的优点，每W单价介于两者之间。集中式和组串式的主要区别是大功率和小功率的区别，在功能上主要区别就是集中式只有一路MPPT功能，组串式有多路。这里先说一下MPPT功能，光伏电池输出的直流电，电压和电流都有一个很大变化范围，但当工作于其中某一个值时，电流×电压值最大，即输出功率最大，这时光伏电池输出的电压和电流叫最佳工作电压和电流，逆变器的MPPT功能就是跟踪寻找这个最佳工作点（功率最大），因为光伏电池板随着光照强度的变化，这个最佳点是一直在变化的，需要逆变器随时检测跟踪。但是每块光伏电池功率只有200~300W，大型光伏电站会有上万块电池板，逆变器不可能跟踪每一块电池板的最佳工作点，一台500kW集中式逆变器，输入端会接入几千块电池板，它只有一路MPPT功能，也就是几千块电池板工作在同一电压，电流下，这对于大型地面光伏电站不是问题，因为所有的光伏电池安装角度基本一致，同一厂家、同一批次的电池板接入一台逆变器，这些电池板的最佳工作点基本一致。而对于大型山地电站，由于所有电池板安装角度有差异，早晚部分电池板还会有遮挡，几千块电池板的最佳工作点不可能一致，用集中式逆变器会导致发电效率低，如果用组串式逆变器，单台功率小，并具备多路MPPT功能，可以每路接入安装角度相对一致的几块电池板，这样大部分电池板都能工作在最佳工作点，可提高发电效率，但是由于单台功率小，逆变器数量太多，每W单价高，后期维护工作量也大。而集散式逆变器由两部分组成，前段为MPPT汇流箱，单台功率小，且有多路MPPT功能，每台接入少量的电池板，追踪电池板的最佳工作点，升压到一个固定的直流电压，再把多台汇流箱输入一台1000kW的逆变器，这样既提高了发电效率，也节省了成本。

比较常见光伏电池的种类对比各自优缺点

       常见的光伏电池的种类以及它的优缺点我详细介绍一下。一、单晶硅太阳能电池

       单晶硅太阳能电池的结构主要包括正面梳状电极、减反射膜、N型层、PN结、P型层、背面电极等。单晶硅太阳能电池广泛用于空间和地面，这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。将单晶硅棒切成片，经过一系列的半导体工艺形成PN结。然后采用丝网印刷法做成栅线，经过烧结工艺制成背电极，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片即可按所需要的规格用串联和并联的方法组装成太阳能电池组件(太阳能电池板)，构成一定的输出电压和电流。最后用框架进行封装，将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，实验室成果也有20%以上的。

       二、多晶硅太阳能电池

       多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层 作为太阳电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样，是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。太阳能电池使用的多晶硅材料多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化，然后注入石墨铸模中，即得多晶硅锭。这种硅锭铸成立方体，以便切片加工成方形电池片。多晶硅太阳能电池板的制作工艺与单晶硅太阳能电池板差不多，其光电转换效率约12%左右，稍低于单晶硅太阳能电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。

       三、非晶硅太阳能电池

       非晶硅太阳能电池由透明氧化物薄膜(TCO)层、非晶硅薄膜P-I-N层(I层为本征吸收层)、背电极金属薄膜层组成，基底可以是铝合金、不锈钢、特种塑料等。它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低。制造方法有多种，最常见的是用辉光放电法得到N型或P型的非晶硅膜。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。非晶硅太阳能电池很薄，可以制成叠层式，或采用集成电路的方法制造，可一次制作多个串联电池，以获得较高的电压。目前非晶硅太阳能电池光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右。

       四、多元化合物太阳能电池

       硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的碲化镉薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。

       1、硫化镉太阳能电池：虽然光电效率已提高到9%，但是仍无法与多晶硅太阳能电池竞争。与非晶硅薄膜电池相比，制造工艺比较简单。

       2、砷化镓太阳能电池：砷化镓与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳能电池。由于镓比较稀缺，砷有毒，制造成本高，此种太阳能电池的发展受到影响。

       3、铜铟硒太阳能电池：以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料制成的太阳能电池。它是一种多晶薄膜结构，材料消耗少，成本低，性能稳定，光电转换效率在10%以上。因此是一种可与非晶硅薄膜太阳能电池相竞争的新型太阳能电池。

       五、纳米晶体化学太阳能电池

       染料敏化纳米晶体太阳能电池(DSSCs)主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。其阳极为染料敏化半导体薄膜(TiO2膜)，阴极为镀铂的导电玻璃。纳米晶体TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10，.寿命能达到20年以上。

       六、叠层太阳能电池

       叠层电池使得电池的性能可以得到叠加。太阳能电池的薄层化使其可以做得更薄，因此器件的叠层也变得更为现实可行。叠层电池可以是同种器件的叠层，也可以是异类器件的叠层。每一个叠层单元，由于感光部分的光响应性能不同，可分别吸收利用不同波段的太阳光。经过叠层，太阳光可以在全波段上都受到较好的吸收;同时由于器件之间的耦合效应，整体的光能转换效率可以达到更高水平。

       七、柔性太阳能电池

       柔性太阳能电池板采用高晶硅材料制成，并用高强度、透光性能强的太阳能专用钢化玻璃以及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压制而成，有能抗冰雪、抗震、防压等多种优点，即使在温度剧变的恶劣条件下也能正常使用，。所以柔性电池能用在平板类太阳能电池难以胜任的许多领域，例如太阳能汽车、飞机、飞艇、建筑、纺织品、帐篷、服装、头盔，玩具等特殊曲面上。

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