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电源优化解决太阳能光伏的技术窘境

发布时间:2020-07-01 00:49:26 阅读: 来源:液压油滤芯厂家

在新能源领域, 太阳能光伏(PV) 市场以30%以上的年增长率在过去10年不断吸引了众多投资者。事实上, 开发太阳能光伏的基本技术早在50年前便已面世,但一直未获得很大进展。正因如此,目前市场上的光伏模块及逆变器技术似乎在成本效益及回报上还没有达到用户的要求,未被广泛使用, 还需依靠政府补贴。但自从业界引进DC/DC电源优化器以及DC/AC微逆变器等分布式技术后,太阳能光伏产业便开始了新一轮技术变革。

太阳能光伏技术的窘境

太阳能光伏系统及集成电路大约都在50年前开始发展。期间,集成电路在工艺和专利技术方面不断有新的突破,成本也在大幅下降;而太阳能技术仅在效率及稳定性方面有所改进。太阳能发电厂仍然由太阳能光伏模块阵列组成,这些光伏模块将阳光转化为直流电能,并由集中式逆变器将直流电转为交流电,然后输往电网。

图1 采用集中式MPPT技术的并网太阳能光伏系统

整个业界虽然一直致力于提高发电量,但这方面的技术研发工作却一直以提高太阳能电池的效率为主,或集中开发有助于提高发电量的先进生产工艺。但若要将太阳能的发电成本降低至与传统电网相当的水平,上述研发方向预计不会取得理想成果,因为其中涉及的成本往往很高,但效率较低。例如,晶体硅光伏模块虽然在效率方面有一定幅度的提升(每年约0.5%),但其它方面的性能基本上与20年前无异。

过去10年来,薄膜光伏模块的单位发电成本虽然有明显下跌,但目前尚未证明这种技术具有长期的稳定性。与此同时,由于美国政府为光伏太阳能用户提供了可观的补贴,因此,10年来太阳能系统的市场渗透率大幅飙升,新建系统的总发电量高达10GW以上。2010年新安装的太阳能光伏系统的总发电量高达15至17GW。部分国家如德国,更长期为太阳能用户提供高额的政府电力回购制度(Feed-in Tariff, FIT),极大地拉动了太阳能光伏的市场需求。太阳能光伏产业面对的挑战是如何深入了解现有太阳能系统的实际市场环境以及相关的技术问题,以确保一旦政府停止提供补贴,这个市场仍然可以继续高速发展。

阴影及失配问题

阴影及失配问题已令多家知名公司以及新兴公司研发解决上述问题的新技术。太阳能光伏阵列中,一个模

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