浅谈组串式光伏逆变器历史及认识的误区

　一、组串式逆变器的定义

　　早期的光伏电池板价格很高，光伏电站的功率都不大，几块电池板组成一个组串，功率为几百瓦到上千瓦，接入小功率单相逆变器，这种逆变器称为组串式逆变器。

经过多年的发展，现在的组串型逆变器指的是能够直接跟组串连接，用于室外挂式安装的单相或者三相输出逆变器，功率为几千瓦到几十千瓦。它形成了一些固定的特性：防护等级高，多为IP65，能够直接在室外安装；直流输入为光伏专用的MC4防水端子，能够直接与电池板相连，不需要经过直流汇流箱；输出电压范围宽，输出交流相电压多为180~280V之间，能够直接接入本地单相或者三相电网；MPPT路数通常为2个或者3个，MPPT控制更精细，效率高，设计灵活，能够适应各种不同应用场景如地面电站，山地，楼面等环境的需求。

　二、并网光伏逆变器的发展历程

并网光伏逆变器的发展是和光伏电池板及光伏电站的发展紧密相连的，逆变器的功率完全是由光伏电站设计的需求决定的。德国的SMA是逆变器的代表公司，从它的产品发展历史可以反映出光伏逆变器发展历程：

1991年，推出第一台光伏逆变器产品，室内安装，有LCD显示，能与计算机通信；

1995年，推出组串式逆变器Sunny Boy产品，室外安装；

2002年，推出集中式逆变器Sunny Central产品，功率100kW；

2006年，推出组串式逆变器Sunny Mini Central系列产品，效率达到98%，广泛用于欧洲的地面电站；

2009年，推出大功率集中式逆变器Sunny Central系列产品，功率达到500kW；

2010年，推出三相组串式逆变器Tripower系列产品，最大功率17Kw，

从SMA的产品发展历史我们可以看到光伏逆变器发展的几个阶段：

1）组串式逆变器是最早出现的逆变器，几乎是伴随着光伏电站发展的历史发展起来的。SMA的组串式产品从1995年开始面世，当时的光伏电站容量很小，多为1~2kW左右；

2）随着光伏电池板的发展，光伏电站容量越来越大，2002年SMA推出了集中式逆变器，但功率并不大，仅为100kW左右；

3）2006年，电站容量进一步变大，SMA推出的SMC（Sunny Mini Central）系列产品由于效率高，室外防护，安装方便，在屋顶电站及地面电站中都占据了相当大的市场份额。2008年随着德国的并网法规越来越完善，欧洲各国的补贴政策陆续出台，光伏电站在欧洲蓬勃发展，此时由于大功率的集中式逆变器不多，SMC系列产品用三台单相机外加控制器组成的三相系统成为地面电站配置的主流，组串式逆变器开始广泛应用于大型的地面电站；

4）由于组串式逆变器价格较高，SMA 2009年推出大功率的集中式逆变器产品，满足大型的地面电站的要求。但同样是2009年，Danfoss推出了10~15kW三相组串式系列产品，由于MPPT数量多，防护等级高，设计更加灵活，安装维护方便，受到市场追捧，广泛用于大型地面电站中。2010年SMA推出的三相组串式产品STP系列迅速成为其主力发货产品，在欧洲广受欢迎。此后在欧洲的大型地面电站中，集中式逆变器由于成本上占有优势而应用较多，但组串式逆变器也占有一定的市场份额；

5）自2013年以来，组串式逆变器由于竞争激烈，价格下降很快，采用用组串式逆变器方案的地面电站系统成本正在逐步接近采用集中式逆变器方案的电站。国际咨询公司IHS在2014年4月发布了一个重要的调查结果：通过对300家太阳能安装商、经销商及设计、采购和施工（EPC）公司调查的结果表明，在规模超过1MW的大型光伏发电站中，组串式逆变器 的接受程度越来越高。根据IHS调查，40%的逆变器买家目前考虑组串式逆变器而非集中式逆变器，由于它们可以提供更好的灵活性，并减少电力损失。IHS资深光伏市场分析师科马克。吉利根（CormacGilligan）表示：“该调查证实，过去一年大型系统对组串式逆变器的接受不断增加，反映出IHS预期的这些产品将在几个关键光伏市场获得份额。大型系统中太阳能买家越来越偏爱组串式逆变器而非中央逆变器最常见的原因是，更好的系统设计灵活性、故障情况下最小的损失以及较低的寿命系统成本。”

从逆变器发展的历史中可以看到，组串式逆变器在欧洲用于大型地面电站的历史比集中式逆变器更久，技术也非常成熟。国内的华为，阳光等逆变器厂商的组串式产品也已广泛用于国内外的地面电站中。在2014年的慕尼黑的intersolar论坛上，资深的光伏从业人士Manfred Bachler（曾是全球最大的EPC厂商Phoenix solar的首席技术官）就提出了用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案，给出的结论是5~6年可以收回改造的成本，主要的原因是因为集中式逆变器维护麻烦，可用性差，仅仅在可用度方面就比组串式逆变器差6%。

责任编辑：carol