光照強度的增加，導(dǎo)致我們每天遭受著這酷暑帶來的炎熱，但是，這對于我們接下來要聊的光伏發(fā)電卻是好的不行。接下來的一段時間，我們就來聊聊光伏的那些事兒~希望你們能夠喜歡，也希望大家在這酷暑的每一天能夠開開心心~
01
光伏發(fā)電的意義
當下，討論最多的話題中，環(huán)保算是經(jīng)久不衰了，新能源的開發(fā)和利用也是日益重要。一方面生活水平的提高和日益增長的人口，對于能源的依賴程度可謂直線增長，能源危機的出現(xiàn)促使著新能源的發(fā)展，同時從環(huán)保的角度來說，新能源的趨勢不必多言。
我們可以看一下2015年的全球化石能源的儲量、產(chǎn)量以及儲采比：
資料來自BP世界能源統(tǒng)計年鑒。
可見化石能源和時間一樣，過了就沒了，不會再生，利用年限岌岌可危，中國的能源儲量好像更不容樂觀。所以新能源開發(fā)的開發(fā)和利用日漸受到各國的重視，2016年的《巴黎協(xié)定》表明了各國對氣候變化治理方面的共識，再這一框架下面，中國提出了四大目標：分別是二氧化碳排放量的降低，二氧化碳排放峰值的今早實現(xiàn)，非化石能源消費比例的提高，森林蓄積量和碳匯的增加。提出了《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，我國將在太陽能資源豐富地區(qū)大力建設(shè)光伏電站，同時推廣光伏發(fā)電和其他產(chǎn)業(yè)的有機結(jié)合，比如光伏屋頂、漁光互補之類的。所以光伏發(fā)電在未來的占有著很重要的地位。當然其他的新能源也是同樣的重要，我覺得主要還是取決于技術(shù)是否能夠滿足需求。
02
光伏發(fā)電
光伏發(fā)電的優(yōu)勢有下面幾點：
①太陽能取之不盡，用之不竭；
②光伏發(fā)電無污染，安全可靠；
③在能源獲取和發(fā)電的建設(shè)上，所用周期相對較短，并減少對燃料的使用，無需依靠輸電線路就可以供電發(fā)電。
一般來說，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩類。雖然光伏并網(wǎng)發(fā)電能夠通過光伏陣列群組將產(chǎn)生的電能大規(guī)模送入公共電網(wǎng)，充分利用豐富的太陽能資源，但離網(wǎng)型光伏發(fā)電由于其靈活性大、成本低、應(yīng)用多元話等特點，同樣有著它的意義。離網(wǎng)型可以有效地解決或緩解我國無電地區(qū)的用電問題，成為精準扶貧工程的重要手段。
對于光伏你不變器技術(shù)的發(fā)展，比如陽光電源、許繼、國網(wǎng)等都在不斷的進步，當然，其中功率器件的發(fā)展起到了很大的作用。但是，作為企業(yè)需要在經(jīng)濟利益的基礎(chǔ)上，發(fā)展技術(shù)，不要一味地降成本，而是更重視技術(shù)，提高國際競爭力，響應(yīng)國家提出地“走出去”的戰(zhàn)略。
03
光伏逆變器拓撲
任何事物的發(fā)展都會有一個過程，下面我們來聊聊光伏逆變器拓撲的發(fā)展歷程。
帶工頻變壓器的單相逆變器結(jié)構(gòu)，如下圖：
這種結(jié)構(gòu)最早被用在48V或者120V的低壓光伏發(fā)電系統(tǒng)中。其直流側(cè)包含有源和無源器件，通過工頻變壓器和電網(wǎng)隔離，這種結(jié)構(gòu)最大的缺點就是工頻變壓器的體積上。隨著逆變器容量的提高，MOSFET正逐漸被IGBT取代。
隨著高頻逆變技術(shù)的發(fā)展，在不改變功率的前提下，帶高頻變壓器的逆變器實現(xiàn)了體積的大幅減小。如下圖，是帶高頻變壓器的單相逆變器：
但是這種結(jié)構(gòu)存在效率不高的缺點，一般做到95%左右。主要表現(xiàn)在二極管反向恢復(fù)時間長以及流過的元器件多這兩個方面。
為了減少開關(guān)器件的數(shù)量，利用反激電路作為高頻逆變器的拓撲，如下圖：
但是，考慮到開關(guān)器件過電壓的問題，這種結(jié)構(gòu)要求系統(tǒng)的耦合程度要高，雜散電感要小，故對變壓器的制造提出了比較高的要求。
隨之出現(xiàn)的是，效率高重量輕且成本低的無變壓器逆變器得到了發(fā)展和應(yīng)用，如下圖：
它僅需控制全橋電路的四個開關(guān)器件的開斷順序，效率能夠達到97%。不過其對于直流輸入側(cè)電壓的要求較高，一定要大于交流側(cè)的峰值電壓，為此，在全橋電路之前增加了Boost升壓變換器，如下圖：
為了連接不同光伏陣列，可以將多個Boost變換器并聯(lián)給到逆變器的直流輸入端，可以實現(xiàn)不同光伏陣列的分布式MPPT控制，進而提高系統(tǒng)的效率。
上面我們講的都是單相逆變器，隨之負荷的提高，對光伏逆變器的功率提出了更高的要求，單相已經(jīng)滿足不了了，所以三相逆變器被提出。
目前的大多都是三相光伏逆變器，同時隨著功率開關(guān)器件的發(fā)展，多電平的逆變方案被應(yīng)用，同時開關(guān)器件也相應(yīng)的集成式的多電平(基本為三電平)的模塊，這大大地提高了光伏系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量和效率。
對于光伏發(fā)電，我們今天就先簡單地開個頭，后續(xù)我們慢慢地展開。目前主要的大廠家的方案基本都是相似的，技術(shù)也是前列的，而我就聊聊我所知道的，內(nèi)容可能不盡詳實，還望包涵~
文章來源:功率半導(dǎo)體那些事兒 微信公眾號
文章來源:功率半導(dǎo)體那些事兒 微信公眾號
上一篇：探究光伏發(fā)電施工現(xiàn)場常見的安全隱患有哪些? 下一篇：氫能發(fā)展正當時或為光熱發(fā)電提供新機遇？【轉(zhuǎn)