在光伏系统设计中,逆变器是核心组件之一,负责将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以供家庭、商业或电网使用。根据设计和应用场景的不同,逆变器主要分为组串逆变器和微型逆变器两大类。
一、组串逆变器的定义
组串逆变器是太阳能光伏发电系统中的重要组件,其主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。组串逆变器通过连接多个太阳能电池板的组串,实现对整个组串的直流电进行集中逆变。
二、工作原理
1.输入端:输入端连接太阳能电池板组串,接收直流电并将其传输到逆变器内部进行处理。
2.逆变器核心:逆变器核心是组串逆变器的关键部分,由功率半导体器件和控制电路组成,通过电子开关技术实现DC-AC电能转换。
3.输出端:将逆变器产生的交流电连接到电网中,以供家庭或商业用电。输出端通常具有保护装置,如过压保护、欠压保护和短路保护等,以确保电网的安全和稳定运行。
4.控制系统:组串逆变器还包括一个智能控制系统,用于监测和管理太阳能发电系统的运行状态,实现最优的能量转换和电网接入。
三、微型逆变器的定义
微型逆变器是一种功率较小(一般小于4kW)、具有组件级MPPT功能的逆变器。微型逆变器对每块太阳能电池板进行单独的逆变,而不是像组串逆变器那样对整个组串进行逆变。
四、工作原理
1.输入设计:微型逆变器的输入设计为单组件独立或组件并联输入结构,每块太阳能电池板都配备一个逆变器,实现单独的最大功率点跟踪。
2.逆变过程:每块组件的直流电经过微型逆变器逆变后,直接并入交流电网。
3.监控与控制:微型逆变器具有智能运维系统,可以实时监控每块组件的发电情况,实现组件级控制。
五、组串逆变与微型逆变的主要区别
1.输入结构与电路设计
组串逆变器:输入设计为多组件串联输入结构,系统运行时,整串线路电压累计一般可以达到600V~1000V。
微型逆变器:输入设计为单组件独立或组件并联输入结构,系统运行时,组件之间无电压叠加,直流电压不超过120V。
2.MPPT
组串逆变器:每个MPPT接入单个或多个“组串”,实现对整串光伏组件的独立追踪。单块组件若受到朝向不同、阴影遮挡等影响时,将会影响整串组件的发电情况。
微型逆变器:每块组件都有独立的MPPT,组件之间的发电互不影响,可以实现对每块光伏组件的独立追踪,精确追踪到功率最大输出点,杜绝“短板效应”。
3.系统效率与运维
系统效率:在阴影遮挡或经过一段时间运行组件产生个体差异时,微型逆变器的系统效率将明显优于组串式逆变器系统效率。
运维:微型逆变器可以实现对每块组件的控制,运维时能够更快、更精准地定位故障问题。而组串式逆变器是对整串组件进行控制,运维时只可看到整串组件的发电情况等信息。
4.安装与成本
安装:微型逆变器采用模块化设计,自身体积小且重量轻,可以直接安装在光伏支架上,即插即用,基本不独立占用安装空间。组串逆变器则通常需要更复杂的安装和布线。
成本:组串逆变器因具备成熟可靠的技术及低成本优势,成为分布式光伏市场的主要选择。而微型逆变器虽然初始成本高,但随着技术进步和规模化生成,其单瓦成本正在不断下降,尤其在中小功率段项目中,微逆的经济性逐渐显现。