太陽能電池：分散配置逆變器及轉(zhuǎn)換器

　　“太陽能電池模塊即將迎來一場大變革,。對我們來說將出現(xiàn)大量業(yè)務(wù)機會”,。發(fā)出此言的是美國德州儀器（TI）,。該公司2009年5月組建了專門從事太陽能電池業(yè)務(wù)的團隊。太陽能電池模塊的變革是指,，將多個太陽能電池模塊串聯(lián)后再與逆變器連接的方式,，改為在各個模塊中配備逆變器及轉(zhuǎn)換器的方式（圖2）。

 

圖2：分散配置電力轉(zhuǎn)換電路 太陽能電池系統(tǒng)一般要串聯(lián)太陽能電池模塊后,，再與進行DC-AC轉(zhuǎn)換的逆變器連接（圖中的“一般系統(tǒng)”）,。新系統(tǒng)則在各個模塊中設(shè)置進行DC-DC轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器之后，與逆變器連接,，或者為每個模塊分散配置逆變器,，因此可提高太陽能電池系統(tǒng)的實用效率。該圖根據(jù)美國德州儀器的資料繪制而成,。

　　TI表示,，此前的方式存在的問題是如果有因日照不均以及特性不均等導致輸出功率下降的模塊，整體輸出功率就會大幅降低,。解決這一問題的方法是,，分散配置逆變器及轉(zhuǎn)換器。這種名為“微型逆變器”或“微型轉(zhuǎn)換器”的方法具有通過優(yōu)化各模塊輸出功率使整體輸出功率最大化的特點,。此外，與通信功能相結(jié)合的話,，還可用于監(jiān)控各個模塊的狀態(tài),，檢測出發(fā)生故障的模塊。

　　太陽能電池的逆變器原本就可以說成是半導體器件的集合體（圖3）,。TI打算利用該公司的優(yōu)勢技術(shù),，增加用于微型逆變器及微型轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品種類,，包括對各模塊輸出功率進行優(yōu)化的控制IC，以及用于傳遞各模塊情況的通信IC等,。

 

圖3：逆變器的控制電路構(gòu)成 太陽能電池系統(tǒng)采用的普通逆變器的控制電路構(gòu)成,。需要使用多種半導體。該圖根據(jù)TI的資料繪制,。

圖4：精度必須達到16bit的原因 送電系統(tǒng)中的電力監(jiān)控電路需要高精度測量電壓,。要滿足規(guī)定的要求值并進行數(shù)字控制，需要對傳感器提供的模擬數(shù)據(jù)進行16bit數(shù)字轉(zhuǎn)換,。該圖根據(jù)美信的資料繪制而成,。

　　微型逆變器將現(xiàn)有的逆變器功能配備在在各個模塊上，從輸出功率的優(yōu)化到DC-AC轉(zhuǎn)換均由模塊來進行,。由于從模塊輸出的電力為交流電,，可直接接入電網(wǎng)，因此施工較為容易,。預計為住宅或商用設(shè)施安裝設(shè)備的企業(yè)存在這方面的需求,。

　　另一方面，微型轉(zhuǎn)換器對每個模塊進行輸出功率的優(yōu)化和DC-DC轉(zhuǎn)換,，剩下的DC-AC轉(zhuǎn)換則交由另外設(shè)置的逆變器完成,。由于太陽能電池模塊輸出的電力為直流電，因此適用于將產(chǎn)生的電力直接以直流狀態(tài)充入充電電池等用途,。比如在未通電地區(qū)的無線通信基站等未接入電網(wǎng)的獨立設(shè)施等存在這方面的需求,。（未完待續(xù)，記者：大久保 聰,，河合 基伸）