逆变技术对光伏发电的影响

逆变技术对光伏发电的影响

蒋勇

中船重工海为（新疆）新能源有限公司 新疆乌鲁木齐市 830000

摘要：现阶段能源短缺和环境污染问题已经引起了世界各国的高度关注，为有效改善和解决能源短缺问题，以及减少对生态环境的污染和破坏，相关技术人员对以太阳能、风能等为代表的新兴能源并网发电技术进行了深入研究和探索。国家对太阳能发电提供了一系列的政策以及资金扶持，各级政府和有关部门对太阳能光伏发电设置了专项补贴资金。而逆变器在太阳能发电系统中具有必不可缺的作用，本文详细分析了逆变技术对光伏发电的影响。

关键词：逆变技术；光伏发电；影响；

太阳能发电具有节能、无公害等优点，所以太阳能发电作为新兴能源得到了国家和相关部门的高度重视，并在其发展过程中投入了大量的人力、物力等资源，以及为其建设发展提供了政策扶持。太阳能发电作为一种新兴能源，在电池制造等产业的发展中发挥了重要作用。如今无论是工业生产还是人们日常生活都离不开电力的支持，并对电力电能质量提出了新要求，通过发挥太阳能光伏发电的优势，为社会生产、生活的用电设备提供持续电力。但是太阳能光伏发电系统主要产生的是直流电，人们的日常用电主要以交流电为主，加上太阳能光伏发电在今后必然会迈上并网运行的发展道路，这就需要将太阳能光伏产生的电能通过逆变器转换为交流电，将其提供给广大居民使用。由此可见，逆变技术对光伏发电具有十分重要的影响。

1. 太阳能光伏发电系统对逆变器提出的要求

光伏发电系统主要分为两个部分：离网型和联网型。这两者光伏发电系统存在一定的异同，但是无论哪种光伏发电系统均对逆变器有着较高的要求，毕竟逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，且在其中占据着举重若轻的地位。

1. 要求具有较高的整机效率

根据有关调查数据统计得知，太阳能电池板的转化效率约为15%，加上市场上的销售价格比较高，甚至在能源资源愈发严重的情况下，太阳能电池板的销售价格还会呈不断增长趋势，所以为了实现以低成本获得最佳效益的目的，要求在确保系统高效运行的前提下，降低逆变器自身的消耗量，并积极提高逆变电路的工作效率。

2. 要求具备健全的保护功能

人们日常生活中所使用的公共电网具备缺相保护、温度过热预警等功能，光伏发电系统业也应当具有相应的保护工作，主要是为了保障人们的用电安全。而想要实现这一要求，则需要对逆变器自身性能加强研究，如依据光伏组件的工作特性选择先进的控制理论和技术，以此提高逆变器的适应性，以及实现对孤岛效应的精准控制，将孤岛效应的潜在性风险遏制在苗头处，避免对设备产生损坏。

3. 要求输入电压范围要广、输出容量要充足

在日照充足的情况下，所吸收到的太阳能量比较充足，但是日照角度、太阳发光强度会随着时间的流逝而产生变化，就像中午的阳光比较强烈，而这种变化会引起太阳能电池的输出端电压出现波动现象，接着会导致逆变器的输出容量也产生了变化，所以为了保障输出电压的稳定性，要求逆变器必须具备较大的输入电压范围和足够的输出容量。

2. 逆变技术发展中存在的问题

如何提高太阳能电池的转化效率，迅速将吸收到的光能转换为电能已经成为太阳能电池制造企业极度重视的核心问题，但是太阳能电池的光电转换效率依旧保持在15%左右，甚至尺寸为15cm×15cm且厚度为200μm的太阳能电池的转换效率也只有19.3%，作为太阳能电池制造企业应对太阳能电池的光电转换效率太低这一问题加以关注。为了提高太阳能电池的光电转换效率，以及使光伏面板能够获得更高的输出效率，就得从逆变器基本性能等方面着手，而提高逆变器基本性能则需要对功率器件的选择给予重视。目前大部分企业已经对中小功率的逆变器电路结构展开了详细且深入的研究，并在该方面获得了自己的专利，在这样的背景下，新一代功率器件层出不穷，将这些器件应用于逆变器电路中对提升其可靠性、实时性等性能具有重要意义。

过去逆变器与多太阳能电池模板进行串联而形成的电路结构，存在各种弊端和不足之处，其中最为突出的弊端在于：太阳能电池的输出功率深受日照和光照强度等因素的影响，若是在日照不充足的情况下，其输出功率便会出现大幅降低的现象。对于这种情况，及时摒弃传统电路结构，充分发挥“微型逆变器”或“微型转换器”的应有优势。

3. 逆变技术对光伏发电的影响

随着太阳能光伏发电系统应用的进一步广泛，对逆变器也提出了各种技术要求，使得逆变器也将面临着来自保护功能、并网性能等方面的技术挑战。简单而言就是要采取有效措施提高并网效率、确保输出功率因数接近于1、降低电磁辐射对光能转换的影响，等等。总体而言，想要促进太阳能光伏发电系统的稳定高效运行，以及提高太阳能电池的光电转换效率，就得对逆变器性能加强优化，由此可见，逆变技术与光伏发电之间存在着紧密相连的关系。

虽然光伏发电技术在科技迅速发展下也取得了一定的发展成绩，但是在光伏发电过程中还存在一定问题，如稳定性不足，正是如此才会限制光伏发电技术的创新和发展，为有效提高光伏发电的稳定性和可靠性，以及促进我国光伏产业的健康发展，应当对该问题给予重视并加强研究。公共电网与太阳能逆变器进行光电转换的过程中，为了确保电网与逆变器之间的高效切换，需要对以下几个问题提高重视，并根据实际情况提出具有针对性的解决方法。①逆变器的输出必须与电网协同一致；②切换开关装置必须具备较强的可靠性和安全性，在发生故障时能够在第一时间发出信号预警；③确保切换条件检测的准确性和高效性。因此，为了保证太阳能光伏发电系统的安全稳定运行，必须加强对太阳能逆变器的有效优化和创新。

四、光伏产业发展的影响因素

在经济全球化背景下，世界光伏市场的发展形势越来越好，对我国光伏产业

的发展产生了一定的影响，使光伏产业呈不断增长态势。同时我国对光伏产业的发展提供了政府扶持和资源支撑，大大推动了光伏产业的良好发展，截止今日我国已经成为世界第一大太阳能电池生产国。虽然国家在光伏产业的发展方面提供了一系列的财政补贴等扶持政策，并坚持落实太阳能光电建筑应用一体化建设项目，但是根据实际情况来看，光伏发电的成本与其他发电方式相比略显高昂，加上上网电价的落实不到位，进而阻碍到太阳能光伏发电站的建设和发展。太阳能电池的生产原料主要以多硅晶为主，核心技术主要由欧美少数企业把控着，具有一定的垄断性，加上我国的高纯多晶硅材料多数是国外进口而来的，所以在这样的情况下，垄断加上进口运费等方面的影响，导致太阳能电池制造成本太高。逆变器、控制器等是太阳能电池的关键组件，其成本占整个系统总造价的70％，为了实现降低光伏发电成本，就得不断提高组件生产技术水平，同时还得积极促进光电转换效率的大幅提升。相关企业和技术人员要对光伏发电逆变技术面临的难题进行攻克和研究，坚持在自主创新理念的导向下探索有效降低降低光伏发电成本的方法，或者通过研究找到能够取代高成本材料的太阳能电池新材料，如此可以突破依靠进口的弊端，进而才能更好地推动我国光伏产业的技术进步和长远发展。

结语

参考文献

1. 董鹤楠,韩子娇,董雁楠,唱一鸣,张稼楠.孤岛微电网同步逆变技术控制策略研究[J].东北电力技术,2020,41(11):8-11.

2. 葛笑寒.光伏并网逆变技术研究[J].浙江工贸职业技术学院学报,2019,19(02):51-53.

3. 陈德灿.简述逆变技术发展[J].山东工业技术,2018(24):155.DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.135.