光伏逆變器 又名：電源調(diào)整器

       光伏逆變器（PV inverter或solar inverter）可以將光伏（PV）太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點追蹤及孤島效應(yīng)保護的機能。

概述

       光伏逆變器又稱電源調(diào)整器，可以將光伏太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電的逆變器，是光伏陣列系統(tǒng)的平衡之一。

       光伏逆變器由升壓回路、逆變橋式回路構(gòu)成，可供商用輸電系統(tǒng)，供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。其主要由晶體管等開關(guān)元件構(gòu)成，通過開關(guān)元件重復(fù)開關(guān)，使直流輸入變成交流輸出。光伏逆變器具有主動運轉(zhuǎn)和停機、跟蹤節(jié)制、防獨自運轉(zhuǎn)等功用。

       通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。

       如上所述，逆變器有多種類型，因此在選擇機種和容量時需特別注意。尤其在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器效率的高低是決定太陽電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。

分類

       太陽能逆變器可以分為以下三類：

       1.獨立逆變器（Stand-alone inverters）：用在獨立系統(tǒng)，光伏陣列為電池充電，逆變器以電池的直流電壓為能量來源。許多獨立逆變器也整合了電池充電器，可以用交流電源為電池充電。一般這種逆變器不會接觸到電網(wǎng)，因此也不需要孤島效應(yīng)保護機能。

       2.并網(wǎng)逆變器（Grid-tied inverters）：逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。并網(wǎng)逆變器會有安全設(shè)計，若未連接到電源，會自動關(guān)閉輸出。若電網(wǎng)電源跳電，并網(wǎng)逆變器沒有備存供電的機能。

       3.備用電池逆變器（Battery backup inverters）是一種特殊的逆變器，由電池作為其電源，配合其中的電池充電器為電池充電，若有過多的電力，會回灌到交流電源端。這種逆變器在電網(wǎng)電源跳電時，可以提供交流電源給指定的負(fù)載，因此需要有孤島效應(yīng)保護機能。

結(jié)構(gòu)與工作原理

　　逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關(guān)元件構(gòu)成，通過有規(guī)則地讓開關(guān)元件重復(fù)開-關(guān)（ON-OFF），使直流輸入變成交流輸出。當(dāng)然，這樣單純地由開和關(guān)回路產(chǎn)生的逆變器輸出波形并不實用。一般需要采用高頻脈寬調(diào)制（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開關(guān)元件按一定頻率朝一方向動作，這樣形成一個脈沖波列（擬正弦波）。然后讓脈沖波通過簡單的濾波器形成正弦波。

功能

　　逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動電壓調(diào)整功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。這里簡單介紹自動運行和停機功能及最大功率跟蹤控制功能。

　　1、自動運行和停機功能

　　早晨日出后，太陽輻射強度逐漸增強，太陽電池的輸出也隨之增大，當(dāng)達到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動開始運行。進入運行后，逆變器便時時刻刻監(jiān)視太陽電池組件的輸出，只要太陽電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率，逆變器就持續(xù)運行，直到日落停機，即使陰雨天逆變器也能運行。當(dāng)太陽電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時，逆變器便形成待機狀態(tài)。

　　2、最大功率跟蹤控制功能

　　太陽電池組件的輸出是隨太陽輻射強度和太陽電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點。太陽輻射強度是變化著的，顯然最佳工作點也是在變化的。相對于這些變化，始終讓太陽電池組件的工作點處于最大功率點，系統(tǒng)始終從太陽電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制。太陽能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點就是包括了最大功率點跟蹤（MPPT）這一功能。

質(zhì)量認(rèn)證

　　認(rèn)證目的

　　并網(wǎng)逆變器除了需要完成正常商用/工業(yè)用電器設(shè)備的安規(guī)測試以及EMC（電磁兼容）測試以外，最重要的部分是完成各個國家不同的并網(wǎng)測試，以滿足各個國家不同的電力設(shè)施的供電參數(shù)以及電網(wǎng)波動的保護需求。

　　只有在具有資質(zhì)的實驗室完成了這三部分的測試，并持有實驗室出具的報告后，逆變器才可以取得當(dāng)?shù)氐牟⒕W(wǎng)許可，輸送電力到當(dāng)?shù)氐碾娏?span id="wu4kesw" class="hrefStyle">公司，并取得電網(wǎng)補貼。 簡而言之，沒有完成當(dāng)?shù)啬孀兤髡J(rèn)證測試的逆變器，是不被當(dāng)?shù)卣蛘唠娏驹S可接入到電網(wǎng)，那當(dāng)然你也就沒有資格獲取電網(wǎng)補貼。

　?。?］測試項目

　　并網(wǎng)逆變器測試的項目必定包括三個部分 　安規(guī)測試部分 Electrical Safety

　　IEC EN 50178： Electronic equipment for use in power installations

　　IEC EN 62109-1/2

　　對應(yīng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) GB17799.1，GB17799.3

　　電磁兼容部分 EMC

　　IEC EN 61000-6-1; IEC EN 61000-6-3： emissions and immunity requirements for equipment in residential environments

　　IEC EN 61000-6-2; IEC EN 61000-6-4： emissions and immunity requirements for equipment in industrial environments

　　［2］并網(wǎng)測試部分

　　對于并網(wǎng)測試部分，每個國家有不同的并網(wǎng)測試標(biāo)準(zhǔn)。

　　以歐洲主要的幾個新能源補貼較好的國家為例。

　　試驗應(yīng)遵循各項配電網(wǎng)要求

　　國家標(biāo)準(zhǔn)

　　意大利： Enel 配電網(wǎng)連接準(zhǔn)則 Guidelines for connections to the Enel Distribuzione grid

　　德國： DIN VDE 0126-1-1 & VDE 4105

　　英國： G83-1 ENEA ER G59/1

　　西班牙： 第661/2007號皇家法令 RD 1663/2000

　?。?］認(rèn)證周期以及費用

　　一般來說，單個國家的測試項目完全完成安規(guī)，EMC以及并網(wǎng)測試項目需要兩個月的時間。 但是安規(guī)和EMC部分的測試結(jié)果可以相互參照，所以以歐洲為例。 安規(guī)和EMC測試只需要一次即可。 而每個國家的并網(wǎng)測試標(biāo)準(zhǔn)雖然各為不同，但是在細(xì)節(jié)項目上多為重疊，只是區(qū)別對應(yīng)的參數(shù)不一致。但是每個國家的認(rèn)證機構(gòu)卻只是專長于各自的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)， 對于他國的標(biāo)準(zhǔn)，往往是采取外包的方式。

　　所以對企業(yè)來說，最有效的方式是尋找具有資質(zhì)能力的實驗室，一次性完成多個國家的并網(wǎng)測試標(biāo)準(zhǔn)。并由實驗室代為申請各個國家的入網(wǎng)許可，同時可以取得各個認(rèn)證機構(gòu)的證書

微式光伏逆變器

　　微式光伏逆變器是只配合單一太陽能模組運作的光伏逆變器，將太陽能模組的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源。其設(shè)計允許以模組的方式由多臺微式光伏逆變器獨立并聯(lián)運轉(zhuǎn)。

　　微式光伏逆變器的優(yōu)點包括可以針對單一太陽能模組進行功率最佳化，各個模組可以獨立運作，即即用的安裝方式，安裝方式及防火安全上的提升，系統(tǒng)設(shè)計的成本最低，以及在庫存上也可以降到最低。

　　2011年美國阿巴拉契亞州立大學(xué)的研究指出，在使用相同太陽能面板的情形下，在未屏蔽的條件下個別的逆變器會比只用一臺逆變器的串接型設(shè)備會多產(chǎn)生20%的電能，在有屏蔽的條件下，會多產(chǎn)生27%的電能。

市場前景

　　光伏逆變器是將太陽能光電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備，是連接太陽能光電陣列和電網(wǎng)之間的橋梁。對于光伏逆變器市場前景，可以從以下幾個方面進行分析：

一、市場規(guī)模與增長趨勢

　　全球市場規(guī)模：

　　光伏逆變器市場在過去幾年中經(jīng)歷了顯著增長，2023年全球光伏逆變器市場規(guī)模達到了415.94億元人民幣。

　　預(yù)計未來幾年內(nèi)，隨著全球能源轉(zhuǎn)型和清潔能源需求的不斷增長，市場規(guī)模將繼續(xù)擴大。預(yù)計到2029年，全球光伏逆變器市場規(guī)模將達到646.06億元人民幣。

　　中國市場規(guī)模：

　　2023年中國光伏逆變器市場出貨量突破170GW，同比增長了45%，占全球市場的比重超過三分之一。

　　2021至2023年，中國光伏逆變器占據(jù)全球市場30%~40%的份額，并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。

　　2021年中國光伏逆變器市場規(guī)模約為86億元。隨著光伏電站裝機量的不斷增長，光伏逆變器行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。

二、市場驅(qū)動因素

　　清潔能源需求增長：全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L，太陽能作為最常用且環(huán)保的清潔能源之一，推動了光伏逆變器市場的快速發(fā)展。

　　新興市場潛力：特別是在亞太地區(qū)，光伏逆變器市場規(guī)模增長迅速，新興市場的發(fā)展將進一步帶動全球市場規(guī)模的擴大。

　　政策支持：政府政策的支持也是光伏逆變器市場發(fā)展的重要推動因素。各國政府紛紛出臺政策支持可再生能源的發(fā)展，為光伏逆變器市場提供了廣闊的發(fā)展空間。

　　技術(shù)創(chuàng)新：隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，光伏逆變器的效率和可靠性將得到進一步提升，同時成本也將進一步降低，從而推動市場的持續(xù)發(fā)展。

三、市場競爭格局

　　領(lǐng)軍企業(yè)：目前，光伏逆變器市場主要由幾家領(lǐng)軍企業(yè)主導(dǎo)，其中華為、陽光電源等中國企業(yè)占據(jù)全球市場份額的顯著地位。這些企業(yè)在出貨量、市場份額以及技術(shù)創(chuàng)新等方面都具有顯著優(yōu)勢。

　　市場競爭：隨著市場的不斷擴大和競爭的加劇，光伏逆變器行業(yè)的競爭格局將發(fā)生變化。一方面，領(lǐng)軍企業(yè)將繼續(xù)鞏固其市場地位；另一方面，新興企業(yè)也將通過技術(shù)創(chuàng)新和差異化策略來爭奪市場份額。

四、未來發(fā)展趨勢

　　分布式光伏發(fā)電的興起：這將進一步推動光伏逆變器市場的發(fā)展，尤其是在戶用和小型工商業(yè)領(lǐng)域。

　　儲能系統(tǒng)的應(yīng)用：隨著儲能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，光伏逆變器與儲能系統(tǒng)的結(jié)合將成為未來發(fā)展的重要趨勢。

　　智能化、集成化、模塊化發(fā)展：隨著技術(shù)的進步和市場需求的變化，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發(fā)展，以提高效率、降低成本并滿足不同的應(yīng)用場景需求。

　　綜上所述，光伏逆變器市場前景廣闊，市場規(guī)模將持續(xù)擴大，并受到清潔能源需求增長、新興市場潛力、政策支持以及技術(shù)創(chuàng)新等多重因素的推動。同時，市場競爭也將更加激烈，領(lǐng)軍企業(yè)將繼續(xù)鞏固其市場地位，而新興企業(yè)則將通過技術(shù)創(chuàng)新和差異化策略來爭奪市場份額。在未來的發(fā)展中，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發(fā)展，并適應(yīng)分布式光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的應(yīng)用需求。