优化光伏发电的装置

发展逆变器技术是太阳能应用提出的要求，本文介绍了太阳能逆变器的原理及架构，

着重介绍了

IGBT 和 MOSFET 技术，实现智能控制是发展太阳能逆变器技术的关键。

　　一、太阳能对逆变器的要求

　　通过太阳能光伏技术将太阳辐射转换成电能是现在市面上最有效也是最具发展潜力
的可再生能源技术。现在，普通太阳能光伏系统都是由许多紧密相连的太阳能电池板组
成。这些电池板先分组串联，再将不同的串联电池组并联起来形成电池阵列。

　　目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，
而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电
网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电
压的不同（如

12 Ｖ、24 Ｖ、48 Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电

力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。光伏发
电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成
为光伏发电的主流。

　　太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电压转换为交流电压
来驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载，是整个太阳能发电系统的关键组件。逆变
器有两个基本功能：一方面是为完成

DC/AC 转换的电流连接到电网，另一方面是找出

最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。对于特定的太阳光辐射、温度及电池类型，
太阳能光伏系统都相应有唯一的最佳电压及电流，从而使光伏系统产生最大的能量。因
此，在太阳能应用中对逆变器必须满足以下基本要求：

　　

1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳

电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

　　

2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值

守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具
备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。

　　

3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度

而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩
余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２
Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流
输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

　　

4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是

由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波
将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有