組串逆變器和微型逆變器在遮光條件下的性能對比研究

三江學院電子信息工程學院 李 路

組串逆變器和微型逆變器在遮光條件下的性能對比研究

三江學院電子信息工程學院 李 路

通過實驗對比研究了光伏發電系統中組串逆變器和微型逆變器轉換效率受遮光效應的影響，測試結果表明，組串逆變器相比于集中型逆變器增加了發電量，而微型逆變器具有抗干擾能力強，發電量更大等特點。

光伏發電系統；組串逆變器；微型逆變器；陰影遮擋

1 引言

近幾年，光伏發電技術得到了飛速的發展，隨著國家相關政策的推動，光伏電站的建設已經成為最主要的新能源的利用方式。然而在實際生活中光伏發電系統會受到很多自然因素的干擾，例如灰塵遮擋、樹葉封蓋以及建筑物陰影等，不僅僅會降低單個電池片的短路電流，而且還影響整個組件的短路電流，使得整個系統的輸出功率下降，重者則會加劇熱斑效應從而組件受到破壞。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化效率，從而得到遮光效應在串聯連接至逆變器和以單個電池板連接到逆變器兩種不同方式下對光伏發電直流交流轉換效率的影響。

2 逆變電路設計

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，八塊光伏組件每兩塊串聯在一起然后互相串聯成四條電路與微型逆變器連接，四條回路都可以獨立工作互不干擾；在組串型逆變電路中，八塊光伏組件每四塊串聯在一起然后互相串聯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 實驗及數據

分別對微型并網逆變器電路和組串型并網逆變器電路中的一塊太陽能電池板進行遮光，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中每個微型逆變器串聯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。即使當有遮光效應等現象的出現時，微型逆變器也能夠將整個太陽能陣列輸出達到最大。微型逆變器設計工作溫度范圍為-40℃～+65℃。ECU（能量通信器）通過以太網/WIFI連接到路由器接入互聯網或通過GPRS傳輸到移動通信設備上，所有逆變器的信息會傳送到EMA（能量監控和分析器）上進行分析處理。

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、開路電壓VOC、最大功率Pm等工作參數，如表1、表2所示。

表1 不同遮光比例下組串逆變器對應太陽能電學參數變化

表2 不同遮光比例下微型逆變器對應太陽能電學參數變化

4 結束語

在局部遮光的情況下，光伏陣列受到遮光效應的影響，將使被遮光的太陽能電池板的短路電流降低，從而導致整個組件短路電流的下降，有時被遮光的太電池板處于負電壓的情況下工作，此時它將消耗整個組件功率，并因此帶來熱斑效應，破壞太陽能電池組件。通過驗證微型逆變器確實能夠提高整個太陽能電池板的光電轉化效率，故微型逆變器可以有效改善遮光效應對電池板組件轉化效率所帶來的影響。

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