電源優(yōu)化解決太陽能光伏的技術(shù)窘境

目前的太陽能系統(tǒng)都試圖利用中央逆變器的特殊算法解決這個失配問題。這種稱為最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)的特殊算法, 可以調(diào)整光伏系統(tǒng)直流線路上的電壓，以便捕獲盡可能多的能量。這種方法的局限是，逆變器無法深入“看到”光伏陣列上的模塊和串，因此只能作緩慢而有限的調(diào)整。

電源優(yōu)化器方案

2008年，美國國家半導(dǎo)體首次將電源優(yōu)化技術(shù)，或稱“電源優(yōu)化器”引入市場。其特點(diǎn)是在光伏模塊上利用核心模擬電路技術(shù)及電源管理芯片，提高太陽能光伏系統(tǒng)的輸出效率。

過去一年多，集成電路與太陽能光伏模塊供應(yīng)商已進(jìn)一步加強(qiáng)了彼此間的合作。例如，為太陽能系統(tǒng)提供分布式集成電路及電源優(yōu)化器的美國國家半導(dǎo)體，已宣布與全球最大的晶體硅光伏模塊供應(yīng)商尚德公司(Suntech)建立了合作關(guān)系。

對于太陽能系統(tǒng)來說，引進(jìn)集成電路會有增值作用，因為電源優(yōu)化器的主要目的是恢復(fù)因某一模塊受損而失掉的能量，并確保隨時提高每一光伏模塊的能效。電源優(yōu)化器的主要作用是通過MPPT技術(shù)提供DC/DC優(yōu)化，研究顯示，電源優(yōu)化器可以在太陽能系統(tǒng)長達(dá)25年的壽命周期內(nèi)將能量采集量提高25%。

目前市場上有幾種不同的DC/DC電源優(yōu)化器解決方案，我們必須深入研究其差別，因為不同的架構(gòu)有不同的效果。例如，當(dāng)調(diào)整某一受損串內(nèi)模塊的MPPT時，部分模塊的電壓需要下調(diào)，另一部分需要調(diào)升。這個升/降壓架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以提高能量收集量，并提供最有效的設(shè)計方法。部分優(yōu)化器只提供降壓功能，雖然從電源轉(zhuǎn)換效率的角度看，這個設(shè)計可以發(fā)揮較高的效率，但能量收集量未必能相應(yīng)提高。此外，部分優(yōu)化器只提供升壓功能，其優(yōu)點(diǎn)是可將模塊的電壓提高至與直流線路電壓相等的水平，但缺點(diǎn)是電流較高以及輸入電壓范圍較小，因此較難在有陰影的情況下充分發(fā)揮系統(tǒng)的性能。

雖然所有的新技術(shù)都需要經(jīng)過一段時間才會獲業(yè)界接受及不斷優(yōu)化，但由于電源優(yōu)化器不但性能可靠，而且芯片商還提供媲美太陽能模塊廠商的保修服務(wù)，因此其市場需求持續(xù)增長，而且升勢強(qiáng)勁。模塊廠商都明白，若要產(chǎn)品有較好的銷路，不但要保證工藝，而且還要保證性能穩(wěn)定可靠。引進(jìn)DC/DC電源優(yōu)化技術(shù)能提高太陽能系統(tǒng)在整個生命周期內(nèi)的能量采集量，加上本身又有25年的維護(hù)保證，那么規(guī)?；南到y(tǒng)安裝公司以及設(shè)計、采購、施工(EPC）承包商都愿意采用這種產(chǎn)品。從技術(shù)角度看，更高的峰值效率(高達(dá)99.5%)、安全性、以及可與各類逆變器兼容等特性，有助于吸引更多系統(tǒng)安裝公司及工程總承包商