影响太阳能

BOS 效能的新架构和元件

太阳能作为一个可再生能源正在持续发展，对其的持续关注促进了太阳能板的价格

降低和效率提升。同时，逆变器、充电器和能量优化器之类的平衡系统（

BOS）器件已经

取得了重大进展。本文将介绍影响太阳能

BOS 效能的新架构和元件。

　　无变压器的

DC/AC 逆变器在欧洲广泛应用，但是在美国，这种产品只是最近才在

某些地区被使用。无变压器的逆变器拓扑结构有很多种，而

Fraunhofer 研究所开发的

HERIC 拓扑表现出了很高的效率。传统的全桥逆变器的结构如图 1 所示，HERIC 拓扑如
图

2 所示，此图中还显示了两种新的开关/二极管对。这种拓扑利用独有的续流路径来减

小开关和导通损耗，使效率提升到

98%以上。

图

1 用在无变压器逆变

器上的全

H 桥

图

2 用在无变压器逆变

器上的

HERIC 拓扑

　　无变压器逆变器的
优势

　　无变压器逆变器有
几种优势。传统逆变器的变压器级，要提供电流隔离，因此重量大、价格高且损耗大。即
使是带有超小变压器的高频逆变器也有很大的能量损耗，最高能到

1%～2%。在持续减

少光伏系统安装费用的过程中，每一小份能量都很关键。因此，向无变压器逆变器的过
渡会继续。

无变压器逆变器的缺点

　　无变压器逆变器也有一些缺点。如前文所说，这种逆变器不包含由变压器提供的电
流隔离，这是一个很重要的安全隐患。然而，集成了完整的安全机制，例如隔离电阻测
试和残余电流检测，会使得无变压器逆变器如同变压器一样安全。此外，有证据表明这
种逆变器的接地问题会导致薄膜面板，尤其是一些

CIGS 太阳能面板受到永久的伤害。

　　逆变器拓扑中常见的是

H 桥中的开关。如像上文所提，逆变器设计正朝着以越来越

高的功率来减少电感

/电容和变压器的体积和成本方向发展。高压/高频开关在太阳能逆变

器中是必需的。但是，在高压

/高频条件下运行 MOSFET 会导致严重的传导损失。IGBT

经常被使用是因为它们的传导损失比

MOSFET 要低。然而，它们会在关断期间会产生尾

电流

——增加了开关损耗。