一、太陽能逆變器的特點
集中逆變
集中逆變一般用于大型光伏發(fā)電站(>10kW)的系統(tǒng)中,很多并行的光伏組串被連到同一臺集中逆變器的直流輸入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊,功率較小的使用場效應晶體管,同時使用DSP轉換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量,使它非常接近于正弦波電流。最大特點是系統(tǒng)的功率高,成本低。但受光伏組串的匹配和部分遮影的影響,導致整個光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能。同時整個光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。最新的研究方向是運用空間矢量的調(diào)制控制,以及開發(fā)新的逆變器的拓撲連接,以獲得部分負載情況下的高的效率。在SolarMax(索瑞·麥克)集中逆變器上,可以附加一個光伏陣列的接口箱,對每一串的光伏帆板串進行監(jiān)控,如其中有一組串工作不正常,系統(tǒng)將會把這一信息傳到遠程控制器上,同時可以通過遠程控制將這一串停止工作,從而不會因為一串光伏串的故障而降低和影響整個光伏系統(tǒng)的工作和能量產(chǎn)出。
組串逆變
組串逆變器已成為現(xiàn)在國際市場上最流行的逆變器。組串逆變器是基于模塊化概念基礎上的,每個光伏組串(1kW-5kW)通過一個逆變器,在直流端具有最大功率峰值跟蹤,在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。許多大型光伏電廠使用組串逆變器。優(yōu)點是不受組串間模塊差異和遮影的影響,同時減少了光伏組件最佳工作點。與逆變器不匹配的情況,從而增加了發(fā)電量。技術上的這些優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本,也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時,在組串間引入“主-從”的概念,使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下,將幾組光伏組串聯(lián)系在一起,讓其中一個或幾個工作,從而產(chǎn)出更多的電能。最新的概念為幾個逆變器相互組成一個“團隊”來代替“主-從”的概念,使得系統(tǒng)的可靠性又進了一步。
多組串逆變
多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點,避免了其缺點,可應用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變器中,包含了不同的單獨的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉換器,這些直流通過一個普通的直流到交流的逆變器轉換成交流電,并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值(如:不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等等)、不同的尺寸或不同技術的光伏組件、不同方向的組串(如:東、南和西)、不同的傾角或遮影,都可以被連在一個共同的逆變器上,同時每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時,直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。
組件逆變
組件逆變器是將每個光伏組件與一個逆變器相連,同時每個組件有一個單獨的最大功率峰值跟蹤,這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于50W到400W的光伏發(fā)電站,總效率低于組串逆變器。由于是在交流處并聯(lián),這就增加了交流側的連線的復雜性,維護困難。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng),簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進行并網(wǎng),這樣就可以減少成本和設備的安裝,但往往各地的電網(wǎng)的安全標準也許不允許這樣做,電力公司有可能反對發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。另一和安全有關的因素是是否需要使用隔離變壓器(高頻或低頻),或者允許使用無變壓器式的逆變器。這一逆變器在玻璃幕墻中使用最為廣泛。
二、分類
(1)普通型逆變器
直流12V或24V輸入,交流220V、50Hz輸出,功率從75W到5000W,有些型號具有交、直流轉換即UPS功能。
(2)逆變/充電一體機
在此類逆變器中,用戶可以使用各種形式的電源為交流負載供電:有交流電時,通過逆變器使用交流電為負載供電,或為蓄電池充電;無交流電時,用蓄電池為交流負載供電。它可與各種電源結合使用:如蓄電池、發(fā)電機、太陽能電池板和風力發(fā)電機等。
(3)郵電通信專用逆變器
為郵電、通信提供高品質(zhì)的48V逆變器,其產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高、模塊式(模塊為1KW)逆變器,并具有N 1冗余功能、可擴充(功率從2KW到20KW)。
(4)航空、軍隊專用逆變器
此類逆變器為28Vdc輸入,可提供下列交流輸出:26Vac、115Vac、230Vac,其輸出頻率可為:50Hz、60Hz及400Hz,輸出功率從30VA到3500VA不等。還有供航空專用的DC-DC轉換器及變頻器。
輸出波形分類
(1)方波逆變器
2)階梯波逆變器
3)正弦波逆變器
其它分類方式
1、按輸出交流電能頻率分類,可分為工頻逆變器、中頻逆器和高頻逆變器。
2、按逆變器輸出的相數(shù)分,可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。
3、按照逆變器輸出電能的去向分,可分為有源逆變器和無源逆變器。凡將逆變器輸出的電能向工業(yè)電網(wǎng)輸送的逆變器,稱為有源逆變器;凡將逆變器輸出的電能輸向某種用電負載的逆變器稱為無源逆變器。
4、按逆變器主電路的形式分,可分為單端式逆變器,推挽式逆變器、半橋式逆變器和全橋式逆變器。
5、按逆變器主開關器件的類型分,可分為晶閘管逆變器、晶體管逆變器、場效應逆變器和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)逆變器等。又可將其歸納為“半控型”逆變器和“全控制”逆變器兩大類。
6、按直流電源分,可分為電壓源型逆變器(VSI)和電流源型逆變器(CSI)。
7、按逆變器控制方式分,可分為調(diào)頻式(PFM)逆變器和調(diào)脈寬式(PWM)逆變器。
8、按逆變器開關電路工作方式分,可分為諧振式逆變器,定頻硬開關式逆變器和定頻軟開關式逆變器。
9、按逆變器換流方式分,可分為負載換流式逆變器和自換流式逆變器。