光伏逆變器 又名：電源調整器

       光伏逆變器（PV inverter或solar inverter）可以將光伏（PV）太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統，或是供離網的電網使用。光伏逆變器是光伏陣列系統中重要的系統平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供電的設備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點追蹤及孤島效應保護的機能。

概述

       光伏逆變器又稱電源調整器，可以將光伏太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電的逆變器，是光伏陣列系統的平衡之一。

       光伏逆變器由升壓回路、逆變橋式回路構成，可供商用輸電系統，供離網的電網使用。其主要由晶體管等開關元件構成，通過開關元件重復開關，使直流輸入變成交流輸出。光伏逆變器具有主動運轉和停機、跟蹤節制、防獨自運轉等功用。

       通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現整流過程的裝置稱為整流設備或整流器。與之相對應，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現逆變過程的裝置稱為逆變設備或逆變器。

       如上所述，逆變器有多種類型，因此在選擇機種和容量時需特別注意。尤其在太陽能發電系統中，逆變器效率的高低是決定太陽電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。

分類

       太陽能逆變器可以分為以下三類：

       1.獨立逆變器（Stand-alone inverters）：用在獨立系統，光伏陣列為電池充電，逆變器以電池的直流電壓為能量來源。許多獨立逆變器也整合了電池充電器，可以用交流電源為電池充電。一般這種逆變器不會接觸到電網，因此也不需要孤島效應保護機能。

       2.并網逆變器（Grid-tied inverters）：逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。并網逆變器會有安全設計，若未連接到電源，會自動關閉輸出。若電網電源跳電，并網逆變器沒有備存供電的機能。

       3.備用電池逆變器（Battery backup inverters）是一種特殊的逆變器，由電池作為其電源，配合其中的電池充電器為電池充電，若有過多的電力，會回灌到交流電源端。這種逆變器在電網電源跳電時，可以提供交流電源給指定的負載，因此需要有孤島效應保護機能。

結構與工作原理

　　逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置，主要用于把直流電力轉換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構成。升壓回路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價地轉換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關元件構成，通過有規則地讓開關元件重復開-關（ON-OFF），使直流輸入變成交流輸出。當然，這樣單純地由開和關回路產生的逆變器輸出波形并不實用。一般需要采用高頻脈寬調制（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內始終讓開關元件按一定頻率朝一方向動作，這樣形成一個脈沖波列（擬正弦波）。然后讓脈沖波通過簡單的濾波器形成正弦波。

功能

　　逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發揮太陽電池性能的功能和系統故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能（并網系統用）、自動電壓調整功能（并網系統用）、直流檢測功能（并網系統用）、直流接地檢測功能（并網系統用）。這里簡單介紹自動運行和停機功能及最大功率跟蹤控制功能。

　　1、自動運行和停機功能

　　早晨日出后，太陽輻射強度逐漸增強，太陽電池的輸出也隨之增大，當達到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動開始運行。進入運行后，逆變器便時時刻刻監視太陽電池組件的輸出，只要太陽電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率，逆變器就持續運行，直到日落停機，即使陰雨天逆變器也能運行。當太陽電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時，逆變器便形成待機狀態。

　　2、最大功率跟蹤控制功能

　　太陽電池組件的輸出是隨太陽輻射強度和太陽電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點。太陽輻射強度是變化著的，顯然最佳工作點也是在變化的。相對于這些變化，始終讓太陽電池組件的工作點處于最大功率點，系統始終從太陽電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制。太陽能發電系統用的逆變器的最大特點就是包括了最大功率點跟蹤（MPPT）這一功能。

質量認證

　　認證目的

　　并網逆變器除了需要完成正常商用/工業用電器設備的安規測試以及EMC（電磁兼容）測試以外，最重要的部分是完成各個國家不同的并網測試，以滿足各個國家不同的電力設施的供電參數以及電網波動的保護需求。

　　只有在具有資質的實驗室完成了這三部分的測試，并持有實驗室出具的報告后，逆變器才可以取得當地的并網許可，輸送電力到當地的電力公司，并取得電網補貼。 簡而言之，沒有完成當地逆變器認證測試的逆變器，是不被當地政府或者電力公司許可接入到電網，那當然你也就沒有資格獲取電網補貼。

　?。?］測試項目

　　并網逆變器測試的項目必定包括三個部分 　安規測試部分 Electrical Safety

　　IEC EN 50178： Electronic equipment for use in power installations

　　IEC EN 62109-1/2

　　對應國內標準 GB17799.1，GB17799.3

　　電磁兼容部分 EMC

　　IEC EN 61000-6-1; IEC EN 61000-6-3： emissions and immunity requirements for equipment in residential environments

　　IEC EN 61000-6-2; IEC EN 61000-6-4： emissions and immunity requirements for equipment in industrial environments

　　［2］并網測試部分

　　對于并網測試部分，每個國家有不同的并網測試標準。

　　以歐洲主要的幾個新能源補貼較好的國家為例。

　　試驗應遵循各項配電網要求

　　國家標準

　　意大利： Enel 配電網連接準則 Guidelines for connections to the Enel Distribuzione grid

　　德國： DIN VDE 0126-1-1 & VDE 4105

　　英國： G83-1 ENEA ER G59/1

　　西班牙： 第661/2007號皇家法令 RD 1663/2000

　?。?］認證周期以及費用

　　一般來說，單個國家的測試項目完全完成安規，EMC以及并網測試項目需要兩個月的時間。 但是安規和EMC部分的測試結果可以相互參照，所以以歐洲為例。 安規和EMC測試只需要一次即可。 而每個國家的并網測試標準雖然各為不同，但是在細節項目上多為重疊，只是區別對應的參數不一致。但是每個國家的認證機構卻只是專長于各自的并網標準， 對于他國的標準，往往是采取外包的方式。

　　所以對企業來說，最有效的方式是尋找具有資質能力的實驗室，一次性完成多個國家的并網測試標準。并由實驗室代為申請各個國家的入網許可，同時可以取得各個認證機構的證書

微式光伏逆變器

　　微式光伏逆變器是只配合單一太陽能模組運作的光伏逆變器，將太陽能模組的直流電源轉換為交流電源。其設計允許以模組的方式由多臺微式光伏逆變器獨立并聯運轉。

　　微式光伏逆變器的優點包括可以針對單一太陽能模組進行功率最佳化，各個模組可以獨立運作，即即用的安裝方式，安裝方式及防火安全上的提升，系統設計的成本最低，以及在庫存上也可以降到最低。

　　2011年美國阿巴拉契亞州立大學的研究指出，在使用相同太陽能面板的情形下，在未屏蔽的條件下個別的逆變器會比只用一臺逆變器的串接型設備會多產生20%的電能，在有屏蔽的條件下，會多產生27%的電能。

市場前景

　　光伏逆變器是將太陽能光電轉換成交流電的設備，是連接太陽能光電陣列和電網之間的橋梁。對于光伏逆變器市場前景，可以從以下幾個方面進行分析：

一、市場規模與增長趨勢

　　全球市場規模：

　　光伏逆變器市場在過去幾年中經歷了顯著增長，2023年全球光伏逆變器市場規模達到了415.94億元人民幣。

　　預計未來幾年內，隨著全球能源轉型和清潔能源需求的不斷增長，市場規模將繼續擴大。預計到2029年，全球光伏逆變器市場規模將達到646.06億元人民幣。

　　中國市場規模：

　　2023年中國光伏逆變器市場出貨量突破170GW，同比增長了45%，占全球市場的比重超過三分之一。

　　2021至2023年，中國光伏逆變器占據全球市場30%~40%的份額，并呈現逐年增長的趨勢。

　　2021年中國光伏逆變器市場規模約為86億元。隨著光伏電站裝機量的不斷增長，光伏逆變器行業也得到了快速的發展。

二、市場驅動因素

　　清潔能源需求增長：全球對清潔能源的需求不斷增長，太陽能作為最常用且環保的清潔能源之一，推動了光伏逆變器市場的快速發展。

　　新興市場潛力：特別是在亞太地區，光伏逆變器市場規模增長迅速，新興市場的發展將進一步帶動全球市場規模的擴大。

　　政策支持：政府政策的支持也是光伏逆變器市場發展的重要推動因素。各國政府紛紛出臺政策支持可再生能源的發展，為光伏逆變器市場提供了廣闊的發展空間。

　　技術創新：隨著新材料、新工藝和新技術的應用，光伏逆變器的效率和可靠性將得到進一步提升，同時成本也將進一步降低，從而推動市場的持續發展。

三、市場競爭格局

　　領軍企業：目前，光伏逆變器市場主要由幾家領軍企業主導，其中華為、陽光電源等中國企業占據全球市場份額的顯著地位。這些企業在出貨量、市場份額以及技術創新等方面都具有顯著優勢。

　　市場競爭：隨著市場的不斷擴大和競爭的加劇，光伏逆變器行業的競爭格局將發生變化。一方面，領軍企業將繼續鞏固其市場地位；另一方面，新興企業也將通過技術創新和差異化策略來爭奪市場份額。

四、未來發展趨勢

　　分布式光伏發電的興起：這將進一步推動光伏逆變器市場的發展，尤其是在戶用和小型工商業領域。

　　儲能系統的應用：隨著儲能技術的不斷發展和應用，光伏逆變器與儲能系統的結合將成為未來發展的重要趨勢。

　　智能化、集成化、模塊化發展：隨著技術的進步和市場需求的變化，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發展，以提高效率、降低成本并滿足不同的應用場景需求。

　　綜上所述，光伏逆變器市場前景廣闊，市場規模將持續擴大，并受到清潔能源需求增長、新興市場潛力、政策支持以及技術創新等多重因素的推動。同時，市場競爭也將更加激烈，領軍企業將繼續鞏固其市場地位，而新興企業則將通過技術創新和差異化策略來爭奪市場份額。在未來的發展中，光伏逆變器將向智能化、集成化、模塊化方向發展，并適應分布式光伏發電和儲能系統的應用需求。