【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的政策推動(dòng)。2010年的印度市場(chǎng)明顯依賴政治的選擇，大約在50MW至300MW之間。五、光伏企業(yè)排名：無錫尚德江西賽維LDK保定天威英利晶澳太陽(yáng)能浙江昱輝江蘇林洋常州天合阿特斯光伏南京中電光伏：德國(guó)QCells美國(guó)First Solar無錫尚德日本夏普日本京瓷天威英利晶澳 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)一、光伏發(fā)電系統(tǒng)分類及應(yīng)用 光伏系統(tǒng)分類首先介紹兩個(gè)概念：PV，即photovoltaic的縮寫，光伏發(fā)電的意思；Wp，峰值瓦數(shù)，在PV領(lǐng)域中指太陽(yáng)能電池、組件或PV系統(tǒng)所能達(dá)到的峰值發(fā)電功率。半導(dǎo)體在太陽(yáng)光照射下產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象被稱為光伏效應(yīng)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)就是利用太陽(yáng)能電池中半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)分為三類：直流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng)、交流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)。 直流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng) 交流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng)并網(wǎng)系統(tǒng)三類系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)比表直流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng)交流負(fù)載獨(dú)立系統(tǒng)并網(wǎng)系統(tǒng)工作方式白天充電，晚上放電白天充電并供電，晚上蓄電池供電白天供電，晚上不供電優(yōu)點(diǎn)能量損失少，易設(shè)計(jì)成本低于架設(shè)輸電設(shè)備最佳效能且發(fā)電效率高；系統(tǒng)無需維護(hù)，且易設(shè)計(jì)；可解決高峰電力不足的困擾缺點(diǎn)需維護(hù)和更換蓄電池需維護(hù)和更換蓄電池，能量損失高，不易設(shè)計(jì)市電斷電時(shí)無法使用適用范圍玩具、路燈、收音機(jī)、手電筒等市電無法到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)市電可到達(dá)的地點(diǎn)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的壽命：蓄電池的壽命約2—3年；控制器的壽命約10年；太陽(yáng)能電池的壽命約20年。 光伏系統(tǒng)的應(yīng)用光伏系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，歸納如下：l 用戶型太陽(yáng)能電源：178。 小型電源10100W不等，用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電；178。 35KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；178。 光伏水泵：解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。l 交通領(lǐng)域：如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。l 通訊/通信領(lǐng)域：太陽(yáng)能無人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS等。l 石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫(kù)閘門陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。l 家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。l 光伏電站：10KW50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等。l 太陽(yáng)能建筑：將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來一大發(fā)展方向。 l 其他領(lǐng)域： 178。 與汽車配套：太陽(yáng)能汽車/電動(dòng)車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；178。 太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；178。 海水淡化設(shè)備供電；178。 衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等 目前我國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)，即將太陽(yáng)電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，而蓄電池直接給負(fù)載供電，如我國(guó)西北地區(qū)使用較多的太陽(yáng)能戶用照明系統(tǒng)以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng)。此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但由于負(fù)載直流電壓的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性，特別是民用電力，由于大多為交流負(fù)載，以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。另外，光伏發(fā)電最終將實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，這就必須采用成熟的市場(chǎng)模式，今后交流光伏發(fā)電系統(tǒng)必將成為光伏發(fā)電的主流。 　　光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變電源的要求 環(huán)球光伏網(wǎng)， 采用交流電力輸出的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由光伏陣列、充放電控制器、蓄電池和逆變器四部分組成（并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般可省去蓄電池），而逆變器是關(guān)鍵部件。光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器要求較高： １．要求具有較高的效率。由于目前太陽(yáng)電池的價(jià)格偏高，為了最大限度地利用太陽(yáng)電池，提高系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變器的效率。 ２．要求具有較高的可靠性。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多電站無人值守和維護(hù)，這就要求逆變器具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護(hù)功能，如輸入直流極性接反保護(hù)，交流輸出短路保護(hù)，過熱、過載保護(hù)等。 ３．要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽(yáng)電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度而變化，蓄電池雖然對(duì)太陽(yáng)電池的電壓具有重要作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動(dòng)，特別是當(dāng)蓄電池老化時(shí)其端電壓的變化范圍很大，如１２Ｖ蓄電池，其端電壓可在１０Ｖ～１６Ｖ之間變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。 ４．在中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。這是由于在中、大容量系統(tǒng)中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載為通信或儀表設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)有較高的要求，當(dāng)中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為避免與公共電網(wǎng)的電力污染，也要求逆變器輸出正弦波電流。 光伏并網(wǎng)、離網(wǎng)系統(tǒng)原理圖二、逆變器在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用新興市場(chǎng)的崛起，往往意味著新機(jī)會(huì)的誕生。太陽(yáng)能光伏作為一種新能源能源，為電池制造、電源轉(zhuǎn)換等相關(guān)企業(yè)提供了發(fā)揮的新舞臺(tái)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電流為直流電，但民用電力以交流供電為主，而且太陽(yáng)能發(fā)電最終將走向并網(wǎng)運(yùn)行，這就意味著太陽(yáng)能發(fā)電必須通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電來驅(qū)動(dòng)家用電器等負(fù)載。因此，逆變器在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。 本文來自環(huán)球光伏網(wǎng)逆變器的主要功能是將電源的可變直流電壓輸入轉(zhuǎn)變?yōu)闊o干擾的交流正弦波輸出，既可供設(shè)備使用，也可反饋給電網(wǎng)。除了實(shí)現(xiàn)交直流的轉(zhuǎn)換之外，逆變器還能執(zhí)行其它功能，如將電路斷開，避免電路因電流突波而損壞，此外還能為電池充電、對(duì)數(shù)據(jù)的使用和性能進(jìn)行存儲(chǔ)，以及跟蹤最大功率點(diǎn)(MPPT)等，以盡可能提高發(fā)電的效率。 copyright 環(huán)球光伏網(wǎng) 盡管近年來太陽(yáng)能電池制造企業(yè)一直致力于提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但是就2010年2月太陽(yáng)能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率來看，15cm%的轉(zhuǎn)換效率。由于太陽(yáng)能面板的光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)低(平均約在15%左右)，所以，從太陽(yáng)能面板盡可能多獲得輸出功率的重任就落在了逆變器身上。 內(nèi)容來自環(huán)球光伏網(wǎng) 太陽(yáng)能逆變器性能提高更依賴于功率開關(guān)器件,想獲得高效的交流輸出電壓和電流，就需要正確選擇功率器件。中國(guó)目前主要發(fā)展的是中大功率太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，金太陽(yáng)示范工程財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法規(guī)定，單個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)容量不低于300kWp。隨著單機(jī)功率增大，太陽(yáng)能逆變器受技術(shù)和器件限制，電路形式就比較單一，主要還是三相逆變橋，提高能源效率的重任就落在了功率器件上，其器件本身的性能和設(shè)計(jì)使用是關(guān)鍵。 copyright 環(huán)球光伏網(wǎng) 在中小功率的太陽(yáng)能逆變器中不少公司擁有自己的專利電路結(jié)構(gòu)，新一代功率器件使得這些電路如虎添翼，效率、可靠性等各方面性能都有了很大提高。英飛凌為太陽(yáng)能應(yīng)用開發(fā)了一系列產(chǎn)品，如大功率三電平模塊Easy和Econo4系列，產(chǎn)品范圍50A～300A650V；高速IGBT和碳化硅二極管PrimePACK模塊，規(guī)格為600A1200V。這些功率器件有助于推動(dòng)100KW以上的太陽(yáng)能逆變器效率達(dá)到一個(gè)更高的水平。此外，英飛凌的構(gòu)槽柵場(chǎng)終止技術(shù)FieldStopIGBT、CoolMOS、碳化硅二極管SiC在高能效的太陽(yáng)能逆變器也有出色的表現(xiàn)。 copyright 環(huán)球光伏網(wǎng) IR也是太陽(yáng)能技術(shù)的先驅(qū)。AlbertoGuerra介紹，早在60年代初期，IR生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池片便用于首個(gè)衛(wèi)星之上，甚至用來驅(qū)動(dòng)首輛太陽(yáng)能電動(dòng)汽車。時(shí)至今日，IR為太陽(yáng)能業(yè)界提供多元化的功率管理產(chǎn)品，特別是家用、商用及公用業(yè)務(wù)級(jí)別應(yīng)用的串式逆變器。IRMOSFET及IGBT技術(shù)發(fā)揮了先進(jìn)的效能，可用于不同的太陽(yáng)能逆變器拓樸，如單相和三相的設(shè)計(jì)，幫助系統(tǒng)減低功率耗散。IR的IGBT產(chǎn)品能夠全面照顧以上各種樸拓的性能要求，功率范圍覆蓋5KW至30KW及以上，電壓范圍在600V至1200V。 本文來自環(huán)球光伏網(wǎng) 對(duì)于熟悉功率管理的工程師而言，設(shè)計(jì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器有什么要點(diǎn)需要額外注意？首先，就現(xiàn)有光伏系統(tǒng)逆變器的使用情況來看，它們一般只能使用5到10年，而光伏電池板的使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年，逆變器成為光伏系統(tǒng)中可靠性最低的組件。 IR的AlbertoGuerra提出，設(shè)計(jì)師必須考慮光伏系統(tǒng)逆變器的使用壽命。太陽(yáng)能逆變技術(shù)業(yè)界對(duì)于產(chǎn)品壽命有很高的期望，一般都能保證20至25年的使用期，因此特別著重每種元件的可靠性。盡管半導(dǎo)體元件通常都達(dá)到這種可靠性水平，但對(duì)于無源元件來說卻有可能是一個(gè)挑戰(zhàn)，特別是電容器。AlbertoGuerra進(jìn)一步指出克服該挑戰(zhàn)的解決之道為采用電路拓樸解決方案(軟開關(guān)相對(duì)于硬開關(guān))，在一定程度上可以減少這些元件所承受的應(yīng)力，滿足太陽(yáng)能業(yè)界相對(duì)于傳統(tǒng)功率管理應(yīng)用的特別需要。他還特別提示設(shè)計(jì)者選擇器件時(shí)需要特別注意半導(dǎo)體特性，包括電壓范圍或開關(guān)速度。其次，太陽(yáng)能發(fā)電受制于建設(shè)成本高而發(fā)展遲滯，從經(jīng)濟(jì)帳上來看總發(fā)電成本也并不環(huán)保。效率是最重要的指標(biāo)，提高太陽(yáng)能逆變器的效率可以節(jié)約電流轉(zhuǎn)換中所損失的能量，進(jìn)而降低太陽(yáng)能發(fā)電的生產(chǎn)成本。提高效率，器件的設(shè)計(jì)使用也是非常關(guān)鍵。如何發(fā)揮IGBT模塊的優(yōu)勢(shì)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)也密切相關(guān)，例如設(shè)計(jì)中應(yīng)努力減小功率電路的寄生電感，把IGBT驅(qū)動(dòng)得穩(wěn)定一些、更快一些，這都直接影響著系統(tǒng)效率。為此，英飛凌為風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能提供功率單元的整體設(shè)計(jì)方案，如PrimeStack和MODStack產(chǎn)品，可用于幾十千瓦到8兆瓦的逆變器。 目前，%左右，繼續(xù)提高的效率空間也極其有限。一些公司嘗試以其他方式改善太陽(yáng)能發(fā)電的效率，其中以TI推出的“微逆變器”和NS的“電源優(yōu)化器”最具代表。 環(huán)球光伏網(wǎng)，傳統(tǒng)逆變器與多個(gè)太陽(yáng)能電池模塊串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，存在因日照不均、電池性能不均等原因?qū)е螺敵鲂氏陆档谋锥?，進(jìn)而導(dǎo)致整體的輸出功率大幅降低的問題。為了解決這一問題，出現(xiàn)了各個(gè)太陽(yáng)能電池模塊配備逆變器及轉(zhuǎn)換器功能的新架構(gòu)，即“微型逆變器”及“微型轉(zhuǎn)換器”。美國(guó)德州儀器(TI)負(fù)責(zé)太陽(yáng)能電池相關(guān)業(yè)務(wù)的DaveFreeman指出，這樣可以通過對(duì)各模塊的輸出功率進(jìn)行優(yōu)化，使得整體的輸出功率最大化。 本文來自環(huán)球光伏網(wǎng) 此外，與通信功能組合的話，還可用于監(jiān)視各個(gè)模塊的狀態(tài)，檢測(cè)出出現(xiàn)故障的模塊。簡(jiǎn)而言之，微型逆變器是在各個(gè)模塊上全部配備上現(xiàn)有的逆變器功能。也就是說，從輸出功率的優(yōu)化到DCAC轉(zhuǎn)換均由模塊來進(jìn)行。從模塊輸出的功率為交流，可直接并入電網(wǎng)。IR也擁有滿足微逆變器和直流直流解決方案需求的特殊產(chǎn)品，這些設(shè)備正代表著一種足以影響大陽(yáng)能逆變器的破壞性技術(shù)。 160