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多阶式设计助力 逆变器提升转换效率 以市售12kW三相逆变器为例,内部由两组直流对直流(DC-DC)转换器,与一组三相直流对交流(DC-AC)转换器所组成(图1)。三相DC-AC转换器采用三相多阶式DC-AC转换器,多阶式DC-AC转换器与一般DC-AC转换器相比较,其多阶式DC-AC转换器具有功率开关切换应力较小、导通损失较小等优点,故可提高整体逆变器之转换效率。 图1 逆变器电路架构 逆变器控制方式左右发电效能 环境是影响太阳能发电的主因,但逆变器结构同时左右太阳能板的光电转换效率。本段介绍DC-DC及DC-AC两种转换器,其在太阳能发电效能上的影响。 .DC-DC转换器 太阳能板上的照度会随日照角度持续变化,而天气、悬浮物与云层的影响也会改变照度,逆变器须具备MPPT功能,其追踪效率的高低也是影响总输出功率一大关键。 DC-DC转换器主要是将太阳能板输出电压提升至直流汇流排(DC Bus)电压,此两组DC-DC转换器分别有两组独立MPPT功能,当两串太阳能板装设方位与角度不同,或其中一串太阳能板受遮蔽时,不会因两串太阳能板照度不同,使其无法运转在输出最大功率点上,而降低发电量。 此外,一般逆变器会标示运转电压范围,因照度较小时太阳能板输出电压较低,故此运转电压范围最小值越低越好,如此有利于逆变器在照度不足的清晨及黄昏时分亦能输出电能,延长其工作时间。 值得注意的还有MPPT操作电压范围,若逆变器具较宽的MPPT操作电压范围,有利于与各种太阳能板组合搭配。 .DC-AC转换器 传统逆变器之转换器使用单阶结构,且操作于较高的直流汇流排电压,但新一代的三相逆变器已改为多阶式全桥DC-AC转换器,并嵌入控制系统,以较低的直流汇流排电压运转,则可减少功率开关切换损失,进而提高逆变器之转换效率。 效率转换变数多 逆变器挑选须全盘考量 一般在选购逆变器时,优劣判断的依据往往是最大转换效率数值,而此最大转换效率系指逆变器运转于某特定输入电压与输出功率下才会达成。但太阳能板随着太阳照度与温度,其输出电压与输出功率一直在改变,因此,逆变器转换效率并非为一定值。 为更明确了解逆变器在不同输出功率的转换效率,欧盟制定一个「欧洲能源效率(EU Energy Efficiency)」规范,在逆变器输入某特定电压,输出功率分别为5%、10%、20%、30%、50%与100%时,量测其转换效率,再依照不同输出功率有相对的权重值以计算出欧洲能源效率。本文用一市售逆变器为例,其欧洲能源效率为97.25%(表2),最大效率发生在输入电压620伏特与输出容量60%时(图2),效率为97.64%。 |