光照強度的增加，導致我們每天遭受著這酷暑帶來的炎熱，但是，這對于我們接下來要聊的光伏發電卻是好的不行。接下來的一段時間，我們就來聊聊光伏的那些事兒~希望你們能夠喜歡，也希望大家在這酷暑的每一天能夠開開心心~
01
光伏發電的意義
當下，討論最多的話題中，環保算是經久不衰了，新能源的開發和利用也是日益重要。一方面生活水平的提高和日益增長的人口，對于能源的依賴程度可謂直線增長，能源危機的出現促使著新能源的發展，同時從環保的角度來說，新能源的趨勢不必多言。
我們可以看一下2015年的全球化石能源的儲量、產量以及儲采比：
資料來自BP世界能源統計年鑒。
可見化石能源和時間一樣，過了就沒了，不會再生，利用年限岌岌可危，中國的能源儲量好像更不容樂觀。所以新能源開發的開發和利用日漸受到各國的重視，2016年的《巴黎協定》表明了各國對氣候變化治理方面的共識，再這一框架下面，中國提出了四大目標：分別是二氧化碳排放量的降低，二氧化碳排放峰值的今早實現，非化石能源消費比例的提高，森林蓄積量和碳匯的增加。提出了《能源發展“十三五”規劃》，我國將在太陽能資源豐富地區大力建設光伏電站，同時推廣光伏發電和其他產業的有機結合，比如光伏屋頂、漁光互補之類的。所以光伏發電在未來的占有著很重要的地位。當然其他的新能源也是同樣的重要，我覺得主要還是取決于技術是否能夠滿足需求。
02
光伏發電
光伏發電的優勢有下面幾點：
①太陽能取之不盡，用之不竭；
②光伏發電無污染，安全可靠；
③在能源獲取和發電的建設上，所用周期相對較短，并減少對燃料的使用，無需依靠輸電線路就可以供電發電。
一般來說，太陽能光伏發電系統具有離網型和并網型兩類。雖然光伏并網發電能夠通過光伏陣列群組將產生的電能大規模送入公共電網，充分利用豐富的太陽能資源，但離網型光伏發電由于其靈活性大、成本低、應用多元話等特點，同樣有著它的意義。離網型可以有效地解決或緩解我國無電地區的用電問題，成為精準扶貧工程的重要手段。
對于光伏你不變器技術的發展，比如陽光電源、許繼、國網等都在不斷的進步，當然，其中功率器件的發展起到了很大的作用。但是，作為企業需要在經濟利益的基礎上，發展技術，不要一味地降成本，而是更重視技術，提高國際競爭力，響應國家提出地“走出去”的戰略。
03
光伏逆變器拓撲
任何事物的發展都會有一個過程，下面我們來聊聊光伏逆變器拓撲的發展歷程。
帶工頻變壓器的單相逆變器結構，如下圖：
這種結構最早被用在48V或者120V的低壓光伏發電系統中。其直流側包含有源和無源器件，通過工頻變壓器和電網隔離，這種結構最大的缺點就是工頻變壓器的體積上。隨著逆變器容量的提高，MOSFET正逐漸被IGBT取代。
隨著高頻逆變技術的發展，在不改變功率的前提下，帶高頻變壓器的逆變器實現了體積的大幅減小。如下圖，是帶高頻變壓器的單相逆變器：
但是這種結構存在效率不高的缺點，一般做到95%左右。主要表現在二極管反向恢復時間長以及流過的元器件多這兩個方面。
為了減少開關器件的數量，利用反激電路作為高頻逆變器的拓撲，如下圖：
但是，考慮到開關器件過電壓的問題，這種結構要求系統的耦合程度要高，雜散電感要小，故對變壓器的制造提出了比較高的要求。
隨之出現的是，效率高重量輕且成本低的無變壓器逆變器得到了發展和應用，如下圖：
它僅需控制全橋電路的四個開關器件的開斷順序，效率能夠達到97%。不過其對于直流輸入側電壓的要求較高，一定要大于交流側的峰值電壓，為此，在全橋電路之前增加了Boost升壓變換器，如下圖：
為了連接不同光伏陣列，可以將多個Boost變換器并聯給到逆變器的直流輸入端，可以實現不同光伏陣列的分布式MPPT控制，進而提高系統的效率。
上面我們講的都是單相逆變器，隨之負荷的提高，對光伏逆變器的功率提出了更高的要求，單相已經滿足不了了，所以三相逆變器被提出。
目前的大多都是三相光伏逆變器，同時隨著功率開關器件的發展，多電平的逆變方案被應用，同時開關器件也相應的集成式的多電平(基本為三電平)的模塊，這大大地提高了光伏系統的發電質量和效率。
對于光伏發電，我們今天就先簡單地開個頭，后續我們慢慢地展開。目前主要的大廠家的方案基本都是相似的，技術也是前列的，而我就聊聊我所知道的，內容可能不盡詳實，還望包涵~
文章來源:功率半導體那些事兒 微信公眾號
文章來源:功率半導體那些事兒 微信公眾號
上一篇：探究光伏發電施工現場常見的安全隱患有哪些? 下一篇：氫能發展正當時或為光熱發電提供新機遇？【轉