光伏逆變器 又名：電源調(diào)整器

       光伏逆變器（PV inverter或solar inverter）可以將光伏（PV）太陽(yáng)能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽(yáng)能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點(diǎn)追蹤及孤島效應(yīng)保護(hù)的機(jī)能。

概述

       光伏逆變器又稱(chēng)電源調(diào)整器，可以將光伏太陽(yáng)能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電的逆變器，是光伏陣列系統(tǒng)的平衡之一。

       光伏逆變器由升壓回路、逆變橋式回路構(gòu)成，可供商用輸電系統(tǒng)，供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。其主要由晶體管等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件重復(fù)開(kāi)關(guān)，使直流輸入變成交流輸出。光伏逆變器具有主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)、跟蹤節(jié)制、防獨(dú)自運(yùn)轉(zhuǎn)等功用。

       通常，把將交流電能變換成直流電能的過(guò)程稱(chēng)為整流，把完成整流功能的電路稱(chēng)為整流電路，把實(shí)現(xiàn)整流過(guò)程的裝置稱(chēng)為整流設(shè)備或整流器。與之相對(duì)應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過(guò)程稱(chēng)為逆變，把完成逆變功能的電路稱(chēng)為逆變電路，把實(shí)現(xiàn)逆變過(guò)程的裝置稱(chēng)為逆變?cè)O(shè)備或逆變器。

       如上所述，逆變器有多種類(lèi)型，因此在選擇機(jī)種和容量時(shí)需特別注意。尤其在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器效率的高低是決定太陽(yáng)電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。

分類(lèi)

       太陽(yáng)能逆變器可以分為以下三類(lèi)：

       1.獨(dú)立逆變器（Stand-alone inverters）：用在獨(dú)立系統(tǒng)，光伏陣列為電池充電，逆變器以電池的直流電壓為能量來(lái)源。許多獨(dú)立逆變器也整合了電池充電器，可以用交流電源為電池充電。一般這種逆變器不會(huì)接觸到電網(wǎng)，因此也不需要孤島效應(yīng)保護(hù)機(jī)能。

       2.并網(wǎng)逆變器（Grid-tied inverters）：逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。并網(wǎng)逆變器會(huì)有安全設(shè)計(jì)，若未連接到電源，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出。若電網(wǎng)電源跳電，并網(wǎng)逆變器沒(méi)有備存供電的機(jī)能。

       3.備用電池逆變器（Battery backup inverters）是一種特殊的逆變器，由電池作為其電源，配合其中的電池充電器為電池充電，若有過(guò)多的電力，會(huì)回灌到交流電源端。這種逆變器在電網(wǎng)電源跳電時(shí)，可以提供交流電源給指定的負(fù)載，因此需要有孤島效應(yīng)保護(hù)機(jī)能。

結(jié)構(gòu)與工作原理

　　逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)有規(guī)則地讓開(kāi)關(guān)元件重復(fù)開(kāi)-關(guān)（ON-OFF），使直流輸入變成交流輸出。當(dāng)然，這樣單純地由開(kāi)和關(guān)回路產(chǎn)生的逆變器輸出波形并不實(shí)用。一般需要采用高頻脈寬調(diào)制（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開(kāi)關(guān)元件按一定頻率朝一方向動(dòng)作，這樣形成一個(gè)脈沖波列（擬正弦波）。然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成正弦波。

功能

　　逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來(lái)有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動(dòng)電壓調(diào)整功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。這里簡(jiǎn)單介紹自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能及最大功率跟蹤控制功能。

　　1、自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能

　　早晨日出后，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，太陽(yáng)電池的輸出也隨之增大，當(dāng)達(dá)到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。進(jìn)入運(yùn)行后，逆變器便時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)視太陽(yáng)電池組件的輸出，只要太陽(yáng)電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率，逆變器就持續(xù)運(yùn)行，直到日落停機(jī)，即使陰雨天逆變器也能運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時(shí)，逆變器便形成待機(jī)狀態(tài)。

　　2、最大功率跟蹤控制功能

　　太陽(yáng)電池組件的輸出是隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和太陽(yáng)電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽(yáng)電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點(diǎn)。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是變化著的，顯然最佳工作點(diǎn)也是在變化的。相對(duì)于這些變化，始終讓太陽(yáng)電池組件的工作點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)始終從太陽(yáng)電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點(diǎn)就是包括了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）這一功能。

質(zhì)量認(rèn)證

　　認(rèn)證目的

　　并網(wǎng)逆變器除了需要完成正常商用/工業(yè)用電器設(shè)備的安規(guī)測(cè)試以及EMC（電磁兼容）測(cè)試以外，最重要的部分是完成各個(gè)國(guó)家不同的并網(wǎng)測(cè)試，以滿足各個(gè)國(guó)家不同的電力設(shè)施的供電參數(shù)以及電網(wǎng)波動(dòng)的保護(hù)需求。

　　只有在具有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室完成了這三部分的測(cè)試，并持有實(shí)驗(yàn)室出具的報(bào)告后，逆變器才可以取得當(dāng)?shù)氐牟⒕W(wǎng)許可，輸送電力到當(dāng)?shù)氐碾娏?span id="n7sscyk" class="hrefStyle">公司，并取得電網(wǎng)補(bǔ)貼。 簡(jiǎn)而言之，沒(méi)有完成當(dāng)?shù)啬孀兤髡J(rèn)證測(cè)試的逆變器，是不被當(dāng)?shù)卣蛘唠娏驹S可接入到電網(wǎng)，那當(dāng)然你也就沒(méi)有資格獲取電網(wǎng)補(bǔ)貼。

　?。?］測(cè)試項(xiàng)目

　　并網(wǎng)逆變器測(cè)試的項(xiàng)目必定包括三個(gè)部分 　安規(guī)測(cè)試部分 Electrical Safety

　　IEC EN 50178： Electronic equipment for use in power installations

　　IEC EN 62109-1/2

　　對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) GB17799.1，GB17799.3

　　電磁兼容部分 EMC

　　IEC EN 61000-6-1; IEC EN 61000-6-3： emissions and immunity requirements for equipment in residential environments

　　IEC EN 61000-6-2; IEC EN 61000-6-4： emissions and immunity requirements for equipment in industrial environments

　　［2］并網(wǎng)測(cè)試部分

　　對(duì)于并網(wǎng)測(cè)試部分，每個(gè)國(guó)家有不同的并網(wǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

　　以歐洲主要的幾個(gè)新能源補(bǔ)貼較好的國(guó)家為例。

　　試驗(yàn)應(yīng)遵循各項(xiàng)配電網(wǎng)要求

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　意大利： Enel 配電網(wǎng)連接準(zhǔn)則 Guidelines for connections to the Enel Distribuzione grid

　　德國(guó)： DIN VDE 0126-1-1 & VDE 4105

　　英國(guó)： G83-1 ENEA ER G59/1

　　西班牙： 第661/2007號(hào)皇家法令 RD 1663/2000

　?。?］認(rèn)證周期以及費(fèi)用

　　一般來(lái)說(shuō)，單個(gè)國(guó)家的測(cè)試項(xiàng)目完全完成安規(guī)，EMC以及并網(wǎng)測(cè)試項(xiàng)目需要兩個(gè)月的時(shí)間。 但是安規(guī)和EMC部分的測(cè)試結(jié)果可以相互參照，所以以歐洲為例。 安規(guī)和EMC測(cè)試只需要一次即可。 而每個(gè)國(guó)家的并網(wǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)雖然各為不同，但是在細(xì)節(jié)項(xiàng)目上多為重疊，只是區(qū)別對(duì)應(yīng)的參數(shù)不一致。但是每個(gè)國(guó)家的認(rèn)證機(jī)構(gòu)卻只是專(zhuān)長(zhǎng)于各自的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)于他國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，往往是采取外包的方式。

　　所以對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，最有效的方式是尋找具有資質(zhì)能力的實(shí)驗(yàn)室，一次性完成多個(gè)國(guó)家的并網(wǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。并由實(shí)驗(yàn)室代為申請(qǐng)各個(gè)國(guó)家的入網(wǎng)許可，同時(shí)可以取得各個(gè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)的證書(shū)

微式光伏逆變器

　　微式光伏逆變器是只配合單一太陽(yáng)能模組運(yùn)作的光伏逆變器，將太陽(yáng)能模組的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源。其設(shè)計(jì)允許以模組的方式由多臺(tái)微式光伏逆變器獨(dú)立并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　微式光伏逆變器的優(yōu)點(diǎn)包括可以針對(duì)單一太陽(yáng)能模組進(jìn)行功率最佳化，各個(gè)模組可以獨(dú)立運(yùn)作，即即用的安裝方式，安裝方式及防火安全上的提升，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本最低，以及在庫(kù)存上也可以降到最低。

　　2011年美國(guó)阿巴拉契亞州立大學(xué)的研究指出，在使用相同太陽(yáng)能面板的情形下，在未屏蔽的條件下個(gè)別的逆變器會(huì)比只用一臺(tái)逆變器的串接型設(shè)備會(huì)多產(chǎn)生20%的電能，在有屏蔽的條件下，會(huì)多產(chǎn)生27%的電能。

市場(chǎng)前景

　　光伏逆變器是將太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備，是連接太陽(yáng)能光電陣列和電網(wǎng)之間的橋梁。對(duì)于光伏逆變器市場(chǎng)前景，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

一、市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)趨勢(shì)

　　全球市場(chǎng)規(guī)模：

　　光伏逆變器市場(chǎng)在過(guò)去幾年中經(jīng)歷了顯著增長(zhǎng)，2023年全球光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了415.94億元人民幣。

　　預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，隨著全球能源轉(zhuǎn)型和清潔能源需求的不斷增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大。預(yù)計(jì)到2029年，全球光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到646.06億元人民幣。

　　中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模：

　　2023年中國(guó)光伏逆變器市場(chǎng)出貨量突破170GW，同比增長(zhǎng)了45%，占全球市場(chǎng)的比重超過(guò)三分之一。

　　2021至2023年，中國(guó)光伏逆變器占據(jù)全球市場(chǎng)30%~40%的份額，并呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

　　2021年中國(guó)光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模約為86億元。隨著光伏電站裝機(jī)量的不斷增長(zhǎng)，光伏逆變器行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。

二、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素

　　清潔能源需求增長(zhǎng)：全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，太陽(yáng)能作為最常用且環(huán)保的清潔能源之一，推動(dòng)了光伏逆變器市場(chǎng)的快速發(fā)展。

　　新興市場(chǎng)潛力：特別是在亞太地區(qū)，光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速，新興市場(chǎng)的發(fā)展將進(jìn)一步帶動(dòng)全球市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大。

　　政策支持：政府政策的支持也是光伏逆變器市場(chǎng)發(fā)展的重要推動(dòng)因素。各國(guó)政府紛紛出臺(tái)政策支持可再生能源的發(fā)展，為光伏逆變器市場(chǎng)提供了廣闊的發(fā)展空間。

　　技術(shù)創(chuàng)新：隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，光伏逆變器的效率和可靠性將得到進(jìn)一步提升，同時(shí)成本也將進(jìn)一步降低，從而推動(dòng)市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展。

三、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

　　領(lǐng)軍企業(yè)：目前，光伏逆變器市場(chǎng)主要由幾家領(lǐng)軍企業(yè)主導(dǎo)，其中華為、陽(yáng)光電源等中國(guó)企業(yè)占據(jù)全球市場(chǎng)份額的顯著地位。這些企業(yè)在出貨量、市場(chǎng)份額以及技術(shù)創(chuàng)新等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。

　　市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)：隨著市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，光伏逆變器行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局將發(fā)生變化。一方面，領(lǐng)軍企業(yè)將繼續(xù)鞏固其市場(chǎng)地位；另一方面，新興企業(yè)也將通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和差異化策略來(lái)爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。

四、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　分布式光伏發(fā)電的興起：這將進(jìn)一步推動(dòng)光伏逆變器市場(chǎng)的發(fā)展，尤其是在戶用和小型工商業(yè)領(lǐng)域。

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用：隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，光伏逆變器與儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)合將成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

　　智能化、集成化、模塊化發(fā)展：隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發(fā)展，以提高效率、降低成本并滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

　　綜上所述，光伏逆變器市場(chǎng)前景廣闊，市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，并受到清潔能源需求增長(zhǎng)、新興市場(chǎng)潛力、政策支持以及技術(shù)創(chuàng)新等多重因素的推動(dòng)。同時(shí)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也將更加激烈，領(lǐng)軍企業(yè)將繼續(xù)鞏固其市場(chǎng)地位，而新興企業(yè)則將通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和差異化策略來(lái)爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。在未來(lái)的發(fā)展中，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發(fā)展，并適應(yīng)分布式光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用需求。