三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 李 路

組串逆變器和微型逆變器在遮光條件下的性能對(duì)比研究

三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 李 路

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了光伏發(fā)電系統(tǒng)中組串逆變器和微型逆變器轉(zhuǎn)換效率受遮光效應(yīng)的影響，測(cè)試結(jié)果表明，組串逆變器相比于集中型逆變器增加了發(fā)電量，而微型逆變器具有抗干擾能力強(qiáng)，發(fā)電量更大等特點(diǎn)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)；組串逆變器；微型逆變器；陰影遮擋

1 引言

近幾年，光伏發(fā)電技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，隨著國(guó)家相關(guān)政策的推動(dòng)，光伏電站的建設(shè)已經(jīng)成為最主要的新能源的利用方式。然而在實(shí)際生活中光伏發(fā)電系統(tǒng)會(huì)受到很多自然因素的干擾，例如灰塵遮擋、樹(shù)葉封蓋以及建筑物陰影等，不僅僅會(huì)降低單個(gè)電池片的短路電流，而且還影響整個(gè)組件的短路電流，使得整個(gè)系統(tǒng)的輸出功率下降，重者則會(huì)加劇熱斑效應(yīng)從而組件受到破壞。本文研究了在各種遮擋方式下，電壓電流輸出特性及組串逆變器和微型逆變器的轉(zhuǎn)化效率，從而得到遮光效應(yīng)在串聯(lián)連接至逆變器和以單個(gè)電池板連接到逆變器兩種不同方式下對(duì)光伏發(fā)電直流交流轉(zhuǎn)換效率的影響。

2 逆變電路設(shè)計(jì)

光伏組件兩種連接方式如圖1、圖2所示，在微型逆變器電路中，八塊光伏組件每?jī)蓧K串聯(lián)在一起然后互相串聯(lián)成四條電路與微型逆變器連接，四條回路都可以獨(dú)立工作互不干擾；在組串型逆變電路中，八塊光伏組件每四塊串聯(lián)在一起然后互相串聯(lián)組成兩條回路并與組串逆變器相連接。

圖2 組串型逆變器電路圖

3 實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)

分別對(duì)微型并網(wǎng)逆變器電路和組串型并網(wǎng)逆變器電路中的一塊太陽(yáng)能電池板進(jìn)行遮光，其等效圖如圖3所示。

圖3 遮光后的光伏陣列工作原理圖

圖3中每個(gè)微型逆變器串聯(lián)光伏陣列中兩塊組件，每塊組件均有MPPT控制，能夠保證組件的最大功率輸出。即使當(dāng)有遮光效應(yīng)等現(xiàn)象的出現(xiàn)時(shí)，微型逆變器也能夠?qū)⒄麄€(gè)太陽(yáng)能陣列輸出達(dá)到最大。微型逆變器設(shè)計(jì)工作溫度范圍為-40℃～+65℃。ECU（能量通信器）通過(guò)以太網(wǎng)/WIFI連接到路由器接入互聯(lián)網(wǎng)或通過(guò)GPRS傳輸?shù)揭苿?dòng)通信設(shè)備上，所有逆變器的信息會(huì)傳送到EMA（能量監(jiān)控和分析器）上進(jìn)行分析處理。

改變陰影遮擋面積，分別得到兩種逆變方式下的光伏陣列的短路電流ISC、開(kāi)路電壓VOC、最大功率Pm等工作參數(shù)，如表1、表2所示。

表1 不同遮光比例下組串逆變器對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能電學(xué)參數(shù)變化

表2 不同遮光比例下微型逆變器對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能電學(xué)參數(shù)變化

4 結(jié)束語(yǔ)

在局部遮光的情況下，光伏陣列受到遮光效應(yīng)的影響，將使被遮光的太陽(yáng)能電池板的短路電流降低，從而導(dǎo)致整個(gè)組件短路電流的下降，有時(shí)被遮光的太電池板處于負(fù)電壓的情況下工作，此時(shí)它將消耗整個(gè)組件功率，并因此帶來(lái)熱斑效應(yīng)，破壞太陽(yáng)能電池組件。通過(guò)驗(yàn)證微型逆變器確實(shí)能夠提高整個(gè)太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率，故微型逆變器可以有效改善遮光效應(yīng)對(duì)電池板組件轉(zhuǎn)化效率所帶來(lái)的影響。

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