太阳能逆变器

太阳能逆变器的特点

由于建筑的多样性，太阳能电池板的安装方式也是多种多样的。为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观，我们需要逆变器的多样化，来实现最佳方式的太阳能转换。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器类型。组串逆变器是基于模块化概念的，每个光伏组串（1kW-5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。这种逆变器的优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。这些优点不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引入“主-从”的概念，使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”的概念，使得系统的可靠性又进了一步。

太阳能逆变器的效率指由于对可再生能源的需求，太阳能逆变器 (光电逆变器) 的市场正在不断增长。而这些逆变器需要极高的效率和可靠性。对这些逆变器中采用的功率电路进行了考察，并推荐了针对开关和整流器件的最佳选择。光电逆变器的一般结构如图1所示，有物友三种不同的逆变器可供选择。太阳光照射在通过串联方式连接的太阳能模块上，每一个模块都包含了一组串联的太阳能电池(Solar Cell)单元。太阳能模块产生的直流 (DC) 电压在几百伏的数量级，具体数值根据模块阵列的光照条件、电池的温度及串联模块的数量而定。这类逆变器的首要功能是把输入的 DC电压转换为一稳定的值。该功能通过升压转换器来实现，并需要升压开关和升压二极管。在第一种结构中，升压级之后是一个隔离的全桥变换器。全桥变压器的作用是提供隔离。输出上的第二个全桥变换器是用来从第一级的全桥变换器的直流DC变换成交流 (AC) 电压。其输出再经由额外的双触点继电器开关连接到AC电网网络之前被滤波，目的是在故障事件中提供安全隔离及在夜间与供电电网隔离。第二种结构是非隔离方案。其中，AC交流电压由升压级输出的DC电压直接产生。第三种结构利用功率开关和功率二极管的创新型拓扑结构，把升压和AC交流产生部分的功能整合在一个专用拓扑中尽管太阳能电池板的转换效率非常低，让逆变器的效率尽可能接近100% 却非常重要。在德国，安装在朝南屋顶上的3kW串联模块预计每年可发稿蚂明电2550 kWh。若逆变器效率从95% 增加到 96%，每年便可以多发电25kWh。而利用额外的太阳能模块产生这25kWh的费用与增加一个逆变器相当。由于效率从95% 提高到 96% 不会使到逆变器的成本加倍，故对更高效的逆变器进行投资是必然的选择。对新兴设计而言，以最具成本效益地提高逆变器效率是关键的设计准则。至于逆变器的可靠性和成本则是另外两个设计准则。更高的效率可以降低负载周期上的温度波动，从而提高可靠性，因此，这些准则实际上是相关联的。模块的使用也会提高可靠性。

图1所示的所有拓扑都需要快速转换的功率开关。升压级和全桥变换级需要快速转换二极管。此外，专门为低频 (100Hz) 转换而优化的开关对这些拓扑也很有用处。对于任何特定的硅技术，针对快速转换优化的开关比针对低频转换应用优化的开关具有更高的导通损耗。升压级一般键告设计为连续电流模式转换器。根据逆变器所采用的阵列中太阳能模块的数量，来选者使用600V还是1200V的器件。功率开关的两个选择是MOSFET和 IGBT。一般而言，MOSFET比IGBT可以工作在更高的开关频率下。此外，还必须始终考虑体二极管的影响：在升压级的情况下并没有什么问题，因为正常工作模式下体二极管不导通。MOSFET的导通损耗可根据导通阻抗RDS(ON)来计算，对于给定的MOSFET系列，这与有效裸片面积成比例关系。当额定电压从600V 变化到1200V时，MOSFET的传导损耗会大大增加，因此，即使额定RDS(ON) 相当，1200V的 MOSFET也不可用或是价格太高。对于额定600V的升压开关，可采用超结MOSFET。对高频开关应用，这种技术具有最佳的导通损耗。TO-220封装、RDS(ON) 值低于100毫欧的MOSFET和采用TO-247封装、RDS(ON) 值低于50毫欧的MOSFET。对于需要1200V功率开关的太阳能逆变器，IGBT是适当的选择。较先进的IGBT技术，比如NPT Trench 和 NPT Field Stop，都针对降低导通损耗做了优化，但代价是较高的开关损耗，这使得它们不太适合于高频下的升压应用。在旧有NPT平面技术的基础上开发了一种可以提高高开关频率的升压电路效率的器件FGL40N120AND，具有43uJ/A的EOFF ，比较采用更先进技术器件的EOFF为80uJ/A，但要获得这种性能却非常困难。FGL40N120AND器件的缺点在于饱和压降VCE(SAT) (3.0V 相对于125ºC的 2.1V) 较高，不过它在高升压开关频率下开关损耗很低的优点已足以弥补这一切。该器件还集成了反并联二极管。在正常升压工作下，该二极管不会导通。然而，在启动期间或瞬变情况下，升压电路有可能被驱使进入工作模式，这时该反并联二极管就会导通。由于IGBT本身没有固有的体二极管，故需要这种共封装的二极管来保证可靠的工作。对升压二极管，需要Stealth™ 或碳硅二极管这样的快速恢复二极管。碳硅二极管具有很低的正向电压和损耗。在选择升压二极管时，必须考虑到反向恢复电流 (或碳硅二极管的结电容) 对升压开关的影响，因为这会导致额外的损耗。在这里，新推出的Stealth II 二极管 FFP08S60S可以提供更高的性能。当VDD=390V、 ID=8A、di/dt=200A/us，且外壳温度为100ºC时，计算得出的开关损耗低于FFP08S60S的参数205mJ。而采用ISL9R860P2 Stealth 二极管，这个值则达225mJ。故此举也提高了逆变器在高开关频率下的效率。

MOSFET全桥滤波之后，输出桥产生一个50Hz的正弦电压及电流信号。一种常见的实现方案是采用标准全桥结构 (图2)。图中若左上方和右下方的开关导通，则在左右终端之间加载一个正电压；右上方和左下方的开关导通，则在左右终端之间加载一个负电压。对于这种应用，在某一时段只有一个开关导通。一个开关可被切换到PWM高频下，另一开关则在50Hz低频下。由于自举电路依赖于低端器件的转换，故低端器件被切换到PWM高频下，而高端器件被切换到50Hz低频下。这应用采用了600V的功率开关，故600V超结MOSFET非常适合这个高速的开关器件。由于这些开关器件在开关导通时会承受其它器件的全部反向恢复电流，因此快速恢复超结器件如600V FCH47N60F是十分理想的选择。它的RDS(ON) 为73毫欧，相比其它同类的快速恢复器件其导通损耗很低。当这种器件在50Hz下进行转换时，无需使用快速恢复特性。这些器件具有出色的dv/dt和di/dt特性，比较标准超结MOSFET可提高系统的可靠性。另一个值得探讨的选择是采用FGH30N60LSD器件。它是一颗饱和电压VCE(SAT) 只有1.1V的30A/600V IGBT。其关断损耗EOFF非常高，达10mJ ，故只适合于低频转换。一个50毫欧的MOSFET在工作温度下导通阻抗RDS(ON) 为100毫欧。因此在11A时，具有和IGBT的VCE(

光伏逆变器技术指标太阳能发电系统中光伏逆变器应该如何选择?

光伏逆变器技术指标太阳能发电系统中光伏逆变器应该如何选择?

1、额定输出功率

额定输出功率显示了光伏逆变器向负载供电的能力。在选择光伏逆变器时，应优先考虑具备足够的额定功率，以满足最大负荷下的电功率需求，并预留一定的余量以应对系统扩容或临时负载的接入。当设备为纯电阻性负载或功率因数大于0.9时，建议选择额定输出功率比设备总功率大10%~15%的逆变器。

2、输出电压的调整性能

输出电压的调整性能体现了光伏逆变器输出电压的稳压能力。通常，光伏逆变器会提供在允许波动范围内，直流输入电压变化时输出电压波动偏差的百分比，这被称为电压调整率。高性能的光伏逆变器还会提供负载从零变化到100%时输出电压的偏差百分比，这称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%，负载调整率应小于等于±6%。

3、整机效率

整机效率衡量了光伏逆变器自身功率损耗的程度。对于容量较大的光伏逆变器，还需要提供在满负荷和低负荷工作下的效率值。一般而言，KW级以下的逆变器效率应在80%~85%之间；10KW级的逆变器效率应在85%~90%之间；更大功率的逆变器效率必须在90%~95%以上。逆变器的效率对提高光伏发电系统的发电量和降低发电成本具有重要影响，因此在选择逆变器时，应尽量选择整机效率较高的产品。

4、启动性能

光伏逆变器应在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以实现连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全，有时会采用软启动或限流启动措施。

随着光伏产业的发展，从欧洲、澳洲到中国，光伏逆变器生产厂家如雨后春笋般涌现。如何选择太阳能逆变器，确实有一定的标准。

首先，需要考虑光伏电站的规模。是家庭还是企业电站，这取决于房屋结构条件等限制。在国内，组建太阳能光伏电站相对较少，尤其是房屋条件限制较大，而厂房和企业却有较大优势。小型家庭光伏电站主要针对国外别墅安装。

其次，要考虑效率。效率直接影响发电量，因此越来越多的光伏逆变器生产厂家将逆变器的效率作为主要技术优势进行研发。

最后，可靠性也是需要考虑的因素。光伏并网发电系统是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电，并实现向负载供电和向电网发电的系统。该系统主要由光伏阵列、并网逆变器、控制器和继电保护装置组成。光伏阵列是光伏并网发电系统的核心部件，能够将接收到的太阳光能直接转换为电能。目前，工程上应用的光伏阵列一般由一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照系统需要的电压要求进行串、并联组合。

太阳能逆变器的工作电压是多少？

大功率逆变器MPPT最大功率跟踪范围是420-850V,也就是说直流电压420V的时候输出功率达到100%。

简单讲：峰值电压（DC420V）转换成和交流电有效电压，乘以转换系数获得（AC270V），该系数与输出侧电压调压范围及脉宽输出占空比有关。 

270的调压范围（-10%至10%）那么：直流侧DC420V时的输出电压最高值为AC297V；获得AC297V交流电有效值，直流电压(交流电峰值电压)为297*1.414=420V；反过来计算就可以得到AC270V;其过程是：DC420V直流电经开光关（IGBT、IPM等），进行PWM（脉宽调制）控制，再通过滤波后得到交流电的。 

太阳能光伏逆变器寿命多长？

太阳能光伏逆变器是光伏系统中至关重要的设备，它负责将太阳能电池板产生的直流电转化为交流电，其长期性能直接影响系统的稳定性和经济效益。通常，逆变器的预期使用寿命为25年以上。

然而，在实际使用中，元器件的老化可能会缩短其寿命。因此，逆变器的质量保障至关重要。一些小品牌为了降低成本，可能选择元器件质量良莠不齐，这无疑对逆变器的可靠性构成威胁。相反，奥太品牌的逆变器采用来自国外大品牌的元器件，以其稳定、安全和可靠性能，成为值得推荐的选择。

逆变器的寿命不仅取决于设计，还受使用环境和维护保养的影响。逆变器在恶劣条件下长期工作，其使用寿命会明显减少。因此，正确的使用和维护是延长逆变器寿命的关键。

总的来说，太阳能光伏逆变器的寿命是由多重因素决定的，包括设计寿命、元器件质量、使用环境和维护保养。在选择逆变器时，务必优先考虑品牌信誉、性能稳定，并注重日常的维护保养，这样可以有效延长逆变器的使用寿命，提升光伏系统的可靠性并节省经济成本。

太阳能光伏并网逆变器怎样接线

太阳能光伏并网逆变器接线操作步骤：

1、用4乘10毫米的公制罗丝装逆变器固定于光伏板的支架；

2、将光伏板上的DC连接MC4插头分正负极连接到逆变器的DC输入端；

3、AC输出连接，使AC线连接AC防水插头，将AC插头连接插头插入逆变器上的AC输出插座；

4、安装好逆变器的所有连接线，确认AC及DC接线无误后，没有通AC电源时，可以观察到逆变器上的LED指示灯显示为红色。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467