光伏逆变器外型



光伏逆变器原理0

光伏逆变器原理是将直流电转换为交流电的过程。以下是关于光伏逆变器原理的详细解释：

核心功能：光伏逆变器作为逆变器的一种，其核心功能是实现直流电到交流电的转换。在光伏发电系统中，光伏电池板产生的直流电通过光伏逆变器转换为家庭或工业用电所需的交流电。

附加功能：除了基本的直交流变换功能外，光伏逆变器还具有自动运行和停机功能，能够根据光照强度和电网需求自动调节工作状态。此外，它还具有最大功率跟踪控制功能，能够实时调整光伏电池板的工作点，以最大化发电效率。

分类方式：

根据用途：光伏逆变器可分为独立型电源用逆变器和独立型并网用逆变器。独立型电源用逆变器主要用于离网发电系统，而独立型并网用逆变器则用于与电网连接的发电系统。根据变压器的有无，独立型并网用逆变器还可进一步分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。根据波形调制方式：光伏逆变器可分为方波型逆变器、阶梯型逆变器、正弦波型逆变器和组合型三相逆变器。这些不同类型的逆变器在波形质量、效率和适用范围上有所不同。

综上所述，光伏逆变器通过其内部的逆变电路实现直流电到交流电的转换，并具有多种附加功能和分类方式以适应不同的应用场景和需求。

光伏逆变器由哪些元件组成，以及其工作原理？

光伏逆变器是将太阳能光伏电池板产生的直流电转换为交流电的关键设备。它由多个元件组成，主要包括：

整流器（Rectifier）： 这个部分将光伏电池板输出的直流电转换为可调变频的直流电。通常使用二极管整流桥来实现。

中间直流电容器： 用于存储电能，以平滑直流电压波动。

逆变器（Inverter）： 这是光伏逆变器的核心部分。逆变器将中间直流电容器存储的直流电转换为交流电。它使用一组开关器件（通常是晶体管或功率MOSFET）来控制电流的方向和幅值。

输出滤波器： 用于减小逆变器输出的交流电中的高频噪声。

控制电路： 这部分负责监测光伏电池板的输出并调整逆变器的工作以确保最佳性能。

光伏逆变器的工作原理如下：

直流输入： 光伏逆变器首先接收来自光伏电池板的直流输入。

整流： 直流电通过整流器进行处理，转换为可调变频的直流电。

中间直流电容器： 中间直流电容器用于存储电能，平滑直流电压波动，确保输出的直流电稳定。

逆变： 中间直流电容器的电能被逆变器转换为交流电。逆变器通过控制开关器件的状态来改变电流的方向和幅值，生成输出的交流电。

输出滤波： 为了减小输出交流电中的高频噪声，通常会使用输出滤波器进行处理。

控制： 控制电路监测光伏电池板的输出，并根据需要调整逆变器的工作，以确保最大的能量转换效率。

光伏漫谈4- 逆变器拓扑结构

光伏逆变器作为光伏发电核心设备，其设计与应用根据不同功率需求与场景，采用的电路拓扑结构存在显著差异。主要拓扑结构包括工频隔离、高频隔离、非隔离以及特殊的组串式逆变器NPC拓扑等。

工频隔离逆变器采用工频50Hz变压器实现功率传输，结构相对简单，由整流桥、滤波和工频变压器组成，但受限于体积较大的变压器，实际应用中较少使用。

高频隔离逆变器在微型逆变器中较为常见，为了保障人体安全，需要在交流与直流侧隔离。此拓扑结构采用高频隔离，可显著减小体积。三种常用拓扑结构包括昱能的250W微型逆变器、禾迈MI-700的交错反激拓扑以及不含直流母线串联谐振的拓扑。前两种拓扑在高压电容使用、控制复杂度和效率上有所差异，后者则无需高压电容，但需要增加低压大电容，控制简单，适合小功率应用。

非隔离逆变器通过直接将光伏输入升压至工频信号，进而实现组串式逆变，相比隔离型，此类逆变器效率更高、成本更低，但存在零点偏移、直流分量等问题。为解决此类问题，可以采用交流或直流旁路方式隔断DC分量。专利H5技术通过5个开关管实现了直流旁路逆变器，通过交替控制实现完整的正弦输出。

组串式逆变器中，NPC三电平逆变器因其效率高、谐波小而广受青睐。I型NPC结构正负半周期由不同的IGBT承担开关损耗，ANPC结构则通过在每个IGBT旁并联IGBT来平衡内（Q2和Q3）外（Q1和前）管之间的损耗。T型三电平拓扑则通过减少开关损耗，提高效率，但需要IGBT耐压达到母线电压的两倍，适用于低压系统或高压功率管应用。

随着功率器件特性和耐压的提升，某些拓扑结构的竞争力增强。同时，学术研究的深入与功率器件的变化将催生更多逆变器拓扑，进一步提升应用效率，降低体积和成本。技术发展将持续推动逆变器拓扑的创新与优化。

光伏英雄榜——全球组串式逆变器“超级黑马”Solaredge

Solaredge成立于2006年，总部位于美国特拉华州。在2015年成功在纳斯达克上市。公司专注于提供逆变器、不间断电源和能源解决方案，业务覆盖住宅、商业、大型光伏系统、储能系统、备用电源、电动汽车、家庭能源管理、电网服务、虚拟电厂、锂离子电池和不间断电源等。Solaredge在美国户用光伏逆变器市场份额从2013年的4.5%迅速增长至2019Q3的60.5%，并曾在2020年位居全球光伏逆变器榜首。

Solaredge的产品主要分为商业型产品（to B市场）和家用型产品（to C市场）。

Solaredge的增长主要得益于以下三个关键因素：

首先，技术优势。在户用/屋顶光伏频繁失火的背景下，为了提高安全性，美国NEC在2017年要求光伏系统具备“组件级关断”功能。这一政策导致原有许多组串式逆变器不再适用，而Solaredge凭借其“组件级控制”技术，迅速建立起天然的技术壁垒。

其次，深度绑定光伏龙头客户。Solaredge与特斯拉/Solar City、Vivint Solar等光伏行业的领先企业合作，这些合作为Solaredge带来了业绩的快速增长。

再者，贸易壁垒的红利。2018年，美国对从中国进口的光伏逆变器征收10%的关税，2019年税率上调至25%，华为宣布退出美国市场。这使得Solaredge在2018-2019年期间在美国地区的收入实现了显著增长。

最后，Solaredge与华为的纠纷也值得关注。在2018年，Solaredge向华为及其德国经销商提起专利诉讼，指控华为使用的直流优化逆变器技术侵犯了其专利。但这一争议在2019年得到了解决，华为和Solaredge最终达成和解，双方相互授予专利交叉许可，并在2022年5月签署了全球专利许可协议。

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