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输出功率提高 微型逆变器势不可挡   【作者： 王岫晨】2011年10月17日 星期一

浏览人次：【12994】 近年来，太阳能电池制造商持续致力于开发高效能太阳电池，但就以2010年2月的标准结晶矽太阳电池的最高光电转换效率来看，面积156mm×156mm厚度为200μm的太阳电池，也只能达到19.3％的转换效率。由于太阳电池模组的光电转换效率并不高，因此要想从太阳电池模组获得尽可能最大输出功率的重任，就落到了逆变器身上。 逆变器的主要功能，是将电源的可变直流电压输入，转变成为无干扰的交流正弦波输出，既可供应设备使用之外，也可反馈给电网。如此不仅可实现交流与直流的转换之外，逆变器还能执行其它功能，例如将电路断开，避免电路因电流突波而损坏。此外，例如控制蓄电池充放电、储存数据以及追踪最大功率点（MPPT）等功能，都有助于提高发电的效率。 只不过，太阳电池若和一般电子设备的使用环境相比，太阳发电系统所处的环境更为恶劣。一般模组安装在郊区或建筑物顶楼，局部的云朵阴影、不同的倾斜角度及向阳方位、污垢、不同的老化程度、细小的裂缝或不同的模组、不同温度等问题，都会成系统的电压不均衡，若太阳电池模组之间的电压及电流不稳，整个太阳能发电系统便会出现调配不均的问题。另外，太阳能发电系统的使用时间越长，其发电量将减少，这也使得投资回报大幅下跌。 传统的太阳电池存在结构性的缺陷，导致系统无法充分发挥其性能，加上系统的使用时间越长，效率便越低，这些缺点成了太阳电池发展的阻碍，以致于到今天太阳电池都难以大量普及。因此，太阳能系统面对的最大挑战之一，就是透过逆变器来提升系统的整体性能。 《图二 微型逆变器将信息送至监控器》

《图三 监控器将数据传送至系统，用户可得知目前系统运作状况》

太阳能逆变器的五大发展趋势

2011年上半年，太阳能逆变器的市场发展状况不如预期，反而呈现低迷的状况。推测其可能的原因有二：第一，2010年Q2至Q3市场供不应求，使得客户大量重复下订单，这是导致太阳能逆变器过量生产的主因，也使2010年第4季开始，太阳能逆变器的库存不断攀升。到了2011年上半，通路商仍处在努力清除2010年库存的窘境。第二，欧洲主要市场的太阳能补助费用持续调低，导致终端市场需求量大幅下降，相对地也让太阳能逆变器的需求大减。

而从目前市场发展，可以观察出太阳能逆变器的五大发展趋势：

《图六 UL亚洲区咨询事业发展经理陈立闵认为，太阳光电模块市场明显地往两极化发展，一端是大型的太阳能电厂，另一端则是屋顶式的简便方案。》

台厂布局中高功率市场

太阳能模组能产生一个直流电压，而透过太阳能逆变器，就可把这一直流电压转换为交流电压，并直接接入电网之中供电。目前太阳能逆变器市场的一个重要趋势，就是采用更高的功率。目前，峰值发电量超过100kW的太阳能发电厂越来越普遍，而较小规模的发电系统当然也往这种趋势发展，平均功率已经从过去5kWp提高到10kWp。

观察太阳能逆变器长久以来的发展，转换效率正不断上升，由过去90～92％已经上升到98％以上，厂商未来的目标是达到99～100％。除此之外，系统商在选用逆变器也越来越重视产品的各项特性，包括可靠度与耐用度的提升、安装的简易性与便利性，以及并网是否安全等议题。

目前全球太阳能逆变器大厂所推出的逆变器，已经出现几个明显的趋势。市场上逆变器仍以并网型为主流，其中又以小功率的0～5kWp逆变器为大宗，此类逆变器又以无变压器型的架构为市场主力。至于中功率的10～50kWp逆变器产品，目前大多是采用多阶串连式架构，内建多个MPPT追踪器，借以提高系统设计弹性与系统总输出功率。而在大功率逆变器方面，则更为重视其与电网间的支援功能，必须维持电力品质并同时提高系统电力输出的稳定度。

目前台湾太阳能逆变器业者的产品，大部分仍以小功率0～5kWp的逆变器为主流，转换效率则不差，都能维持在水准之上。另外，因为逆变器重视在地化与品牌，并非台湾业者长处，因此台湾业者过去多瓜分代工市场。但随着技术的成熟，且欧洲市场对于中高功率的逆变器需求也不断增加，使得台湾部分业者有机会逐步扩增产品线，布局中高功率逆变器市场。

目前，太阳能逆变器的价格占整体太阳能系统成本的15～20％，价格算是偏高，在太阳能电池市场逐步普及之下，未来生产逆变器的厂商，在价格上仍有进一步降低的空间。

《图七 恩智浦大中华区资深营销协理梅润平认为，逆变器与智能电网管理功能整合已经成为趋势，但必须拥有丰富的电力联网相关经验。》

微型逆变器提高发电效率

目前，逆变器效率可​​以达到97.2％左右，因此想要继续提高其效率的空间非常有限。传统逆变器与多个太阳能电池模组串联的架构，容易在日照不均、电池性能不同等原因之下，使得输出效率下降，进而导致整体太阳电池的输出功率大幅降低。为了解决这个问题，市场上已经出现了单一太阳能电池模组配备逆变器及转换器功能的新架构，也就是微型逆变器。微型逆变器可将各单一太阳电池模组的输出功率进行最佳化，将风险分散，每一块太阳能板各自连接至不同的小型逆变器，如果其中单一太阳能板发生问题造成效率低落，其他发电板不会受到影响，进而提升整个系统运作的稳定度，并使整体系统可得最大的输出功率。

微型逆变器的原理，在于传统太阳能系统中，所有太阳能板都连接至一个大型逆变器，也因此，整体系统性能的高低，就取决于性能最差的那块太阳能板。万一这块太阳能板遇到如前述的状况而影响其发电性能，整体效率也随之降低。因此，太阳能系统新的发展趋势，是将每一块太阳能板都连接至许多小型逆变器，也就是微型逆变器。如此一来，性能较差的太阳能板，就不会影响整个系统的效率，同时还能提高整体太阳能发电的效率，加速系统初期成本的回收时间。

专家指出，微型逆变器可单独追踪每个模组的最大输出功率，改善遮蔽问题，并大幅简化了系统的线路设计。多家厂商看好微型逆变器的前景，并投入研发微型逆变器，目前微型逆变器市场虽仍小，但未来成长空间极大。也因此，专家认为微型逆变器将是未来的蓝海市场。