電源優(yōu)化解決太陽能光伏的技術窘境

在新能源領域, 太陽能光伏(PV) 市場以30%以上的年增長率在過去10年不斷吸引了眾多投資者。事實上, 開發(fā)太陽能光伏的基本技術早在50年前便已面世，但一直未獲得很大進展。正因如此，目前市場上的光伏模塊及逆變器技術似乎在成本效益及回報上還沒有達到用戶的要求，未被廣泛使用, 還需依靠政府補貼。但自從業(yè)界引進DC/DC電源優(yōu)化器以及DC/AC微逆變器等分布式技術后，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)便開始了新一輪技術變革。

太陽能光伏技術的窘境

太陽能光伏系統(tǒng)及集成電路大約都在50年前開始發(fā)展。期間，集成電路在工藝和專利技術方面不斷有新的突破，成本也在大幅下降；而太陽能技術僅在效率及穩(wěn)定性方面有所改進。太陽能發(fā)電廠仍然由太陽能光伏模塊陣列組成，這些光伏模塊將陽光轉化為直流電能，并由集中式逆變器將直流電轉為交流電，然后輸往電網(wǎng)。

圖1 采用集中式MPPT技術的并網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)

整個業(yè)界雖然一直致力于提高發(fā)電量，但這方面的技術研發(fā)工作卻一直以提高太陽能電池的效率為主，或集中開發(fā)有助于提高發(fā)電量的先進生產(chǎn)工藝。但若要將太陽能的發(fā)電成本降低至與傳統(tǒng)電網(wǎng)相當?shù)乃剑鲜鲅邪l(fā)方向預計不會取得理想成果，因為其中涉及的成本往往很高，但效率較低。例如，晶體硅光伏模塊雖然在效率方面有一定幅度的提升(每年約0.5%)，但其它方面的性能基本上與20年前無異。

過去10年來，薄膜光伏模塊的單位發(fā)電成本雖然有明顯下跌，但目前尚未證明這種技術具有長期的穩(wěn)定性。與此同時，由于美國政府為光伏太陽能用戶提供了可觀的補貼，因此，10年來太陽能系統(tǒng)的市場滲透率大幅飆升，新建系統(tǒng)的總發(fā)電量高達10GW以上。2010年新安裝的太陽能光伏系統(tǒng)的總發(fā)電量高達15至17GW。部分國家如德國，更長期為太陽能用戶提供高額的政府電力回購制度(Feed-in Tariff, FIT)，極大地拉動了太陽能光伏的市場需求。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)面對的挑戰(zhàn)是如何深入了解現(xiàn)有太陽能系統(tǒng)的實際市場環(huán)境以及相關的技術問題，以確保一旦政府停止提供補貼，這個市場仍然可以繼續(xù)高速發(fā)展。

陰影及失配問題

陰影及失配問題已令多家知名公司以及新興公司研發(fā)解決上述問題的新技術。太陽能光伏陣列中，一個模