组串逆变器和微型逆变器在遮光条件下的性能对比研究

三江学院电子信息工程学院 李 路

组串逆变器和微型逆变器在遮光条件下的性能对比研究

三江学院电子信息工程学院 李 路

通过实验对比研究了光伏发电系统中组串逆变器和微型逆变器转换效率受遮光效应的影响，测试结果表明，组串逆变器相比于集中型逆变器增加了发电量，而微型逆变器具有抗干扰能力强，发电量更大等特点。

光伏发电系统；组串逆变器；微型逆变器；阴影遮挡

1 引言

近几年，光伏发电技术得到了飞速的发展，随着国家相关政策的推动，光伏电站的建设已经成为最主要的新能源的利用方式。然而在实际生活中光伏发电系统会受到很多自然因素的干扰，例如灰尘遮挡、树叶封盖以及建筑物阴影等，不仅仅会降低单个电池片的短路电流，而且还影响整个组件的短路电流，使得整个系统的输出功率下降，重者则会加剧热斑效应从而组件受到破坏。本文研究了在各种遮挡方式下，电压电流输出特性及组串逆变器和微型逆变器的转化效率，从而得到遮光效应在串联连接至逆变器和以单个电池板连接到逆变器两种不同方式下对光伏发电直流交流转换效率的影响。

2 逆变电路设计

光伏组件两种连接方式如图1、图2所示，在微型逆变器电路中，八块光伏组件每两块串联在一起然后互相串联成四条电路与微型逆变器连接，四条回路都可以独立工作互不干扰；在组串型逆变电路中，八块光伏组件每四块串联在一起然后互相串联组成两条回路并与组串逆变器相连接。

图2 组串型逆变器电路图

3 实验及数据

分别对微型并网逆变器电路和组串型并网逆变器电路中的一块太阳能电池板进行遮光，其等效图如图3所示。

图3 遮光后的光伏阵列工作原理图

图3中每个微型逆变器串联光伏阵列中两块组件，每块组件均有MPPT控制，能够保证组件的最大功率输出。即使当有遮光效应等现象的出现时，微型逆变器也能够将整个太阳能阵列输出达到最大。微型逆变器设计工作温度范围为-40℃～+65℃。ECU（能量通信器）通过以太网/WIFI连接到路由器接入互联网或通过GPRS传输到移动通信设备上，所有逆变器的信息会传送到EMA（能量监控和分析器）上进行分析处理。

改变阴影遮挡面积，分别得到两种逆变方式下的光伏阵列的短路电流ISC、开路电压VOC、最大功率Pm等工作参数，如表1、表2所示。

表1 不同遮光比例下组串逆变器对应太阳能电学参数变化

表2 不同遮光比例下微型逆变器对应太阳能电学参数变化

4 结束语

在局部遮光的情况下，光伏阵列受到遮光效应的影响，将使被遮光的太阳能电池板的短路电流降低，从而导致整个组件短路电流的下降，有时被遮光的太电池板处于负电压的情况下工作，此时它将消耗整个组件功率，并因此带来热斑效应，破坏太阳能电池组件。通过验证微型逆变器确实能够提高整个太阳能电池板的光电转化效率，故微型逆变器可以有效改善遮光效应对电池板组件转化效率所带来的影响。

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