光伏集中式和组串式_为什么组串式逆变器更适合光伏发电系统

大家好！今天让小编来大家介绍下关于光伏集中式和组串式_为什么组串式逆变器更适合光伏发电系统的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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1万瓦光伏发电系统电路。

目前，太阳能

光伏发电系统

的设计容量可以从几千瓦到几百千瓦，甚至上兆瓦，由于国内的光伏发电与建筑结合的形式各种各样，设备的选型需根据

太阳能电池

方阵安装的实际情况（如组件规格、安装朝向等）进行优化设计，

太阳能光伏发电

并网系统中的并网

逆变器

设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1.集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。对于大型并网

光伏系统

，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式

三相逆变器

，该方式的主要优点是：整体结构中使用

光伏并网逆变器

较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的

太阳能光伏发电系统

停用。

集中逆变一般用于大型

光伏发电站

（>10kW）的系统中，很多并行的

光伏电池

组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相

IGBT功率模块

，功率较小的使用

场效应晶体管

，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

2.主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在

太阳辐射

升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。

3.分布式

分布式并网

发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的

分布式系统

主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏

电池组

件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对

并网光伏发电系统

进行

分片

的维修，减少维修时的发电损失。

为什么组串式逆变器更适合光伏发电系统

常见的光伏电池的种类以及它的优缺点我详细介绍一下。一、单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池的结构主要包括正面梳状电极、减反射膜、N型层、PN结、P型层、背面电极等。单晶硅太阳能电池广泛用于空间和地面，这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。将单晶硅棒切成片，经过一系列的半导体工艺形成PN结。然后采用丝网印刷法做成栅线，经过烧结工艺制成背电极，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片即可按所需要的规格用串联和并联的方法组装成太阳能电池组件(太阳能电池板)，构成一定的输出电压和电流。最后用框架进行封装，将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池阵列。目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，实验室成果也有20%以上的。

二、多晶硅太阳能电池

多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层 作为太阳电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。多晶硅薄膜太阳电池的工作原理与其它太阳电池一样，是基于太阳光与半导体材料的作用而形成光伏效应。太阳能电池使用的多晶硅材料多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化，然后注入石墨铸模中，即得多晶硅锭。这种硅锭铸成立方体，以便切片加工成方形电池片。多晶硅太阳能电池板的制作工艺与单晶硅太阳能电池板差不多，其光电转换效率约12%左右，稍低于单晶硅太阳能电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。

三、非晶硅太阳能电池

非晶硅太阳能电池由透明氧化物薄膜(TCO)层、非晶硅薄膜P-I-N层(I层为本征吸收层)、背电极金属薄膜层组成，基底可以是铝合金、不锈钢、特种塑料等。它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低。制造方法有多种，最常见的是用辉光放电法得到N型或P型的非晶硅膜。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。非晶硅太阳能电池很薄，可以制成叠层式，或采用集成电路的方法制造，可一次制作多个串联电池，以获得较高的电压。目前非晶硅太阳能电池光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右。

四、多元化合物太阳能电池

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，在广泛深入的应用研究基础上，国际上许多国家的碲化镉薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。

1、硫化镉太阳能电池：虽然光电效率已提高到9%，但是仍无法与多晶硅太阳能电池竞争。与非晶硅薄膜电池相比，制造工艺比较简单。

2、砷化镓太阳能电池：砷化镓与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳能电池。由于镓比较稀缺，砷有毒，制造成本高，此种太阳能电池的发展受到影响。

3、铜铟硒太阳能电池：以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料制成的太阳能电池。它是一种多晶薄膜结构，材料消耗少，成本低，性能稳定，光电转换效率在10%以上。因此是一种可与非晶硅薄膜太阳能电池相竞争的新型太阳能电池。

五、纳米晶体化学太阳能电池

染料敏化纳米晶体太阳能电池(DSSCs)主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。其阳极为染料敏化半导体薄膜(TiO2膜)，阴极为镀铂的导电玻璃。纳米晶体TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10，.寿命能达到20年以上。

六、叠层太阳能电池

叠层电池使得电池的性能可以得到叠加。太阳能电池的薄层化使其可以做得更薄，因此器件的叠层也变得更为现实可行。叠层电池可以是同种器件的叠层，也可以是异类器件的叠层。每一个叠层单元，由于感光部分的光响应性能不同，可分别吸收利用不同波段的太阳光。经过叠层，太阳光可以在全波段上都受到较好的吸收;同时由于器件之间的耦合效应，整体的光能转换效率可以达到更高水平。

七、柔性太阳能电池

柔性太阳能电池板采用高晶硅材料制成，并用高强度、透光性能强的太阳能专用钢化玻璃以及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压制而成，有能抗冰雪、抗震、防压等多种优点，即使在温度剧变的恶劣条件下也能正常使用，。所以柔性电池能用在平板类太阳能电池难以胜任的许多领域，例如太阳能汽车、飞机、飞艇、建筑、纺织品、帐篷、服装、头盔，玩具等特殊曲面上。

光伏逆变器怎么选择？

故障发生时，集中式一般需厂家的专业人员到场定位及维修，处理时间长，发电量损失大；而组串式逆变器可直接由现场运维人员进行更换处理，简单快捷，先保证发电，然后再对故障机器进行分析、维修。

通常，由于受软件和硬件匹配等影响，集中式逆变器必须使用原厂家的备件，一旦厂家倒闭，未来维护将会被迫中断；而组串式逆变器5年维保期内，免费替换，质保期外的故障机器，可借助现代物流平台返厂维修，仅需收取少量维修费用；若某些组串式品牌若干年后倒闭或已不存在，也可重新更换一台其他品牌的组串式逆变器，更换成本较低，对系统整体发电量的影响甚微。

所以组串式逆变器相比集中式，系统可靠性更好，能保证光伏电站长期安全、可靠运营。当然在选择光伏电站的逆变器产品时，最好选择知名的逆变器品牌。

按照电路系统设计的差别，逆变器分为集中组串型逆变器和微型逆变器。集中型组串型逆变器是一个意思，电路设计上需要把所有的太阳能板进行串联，最后通过集中型逆变器，把直流电统一转换为交流电。它的优点是技术成熟，集中型逆变器的价格低，整个系统性价比比较高。缺点是串联会有电压积累，比如一个35平米的朝南屋顶，可以装得下5KW的系统，每年发电5000~5400度，需要装20块250W标准太阳能板，每块板子的电压在30-31V，30V*20=600V，这么高的电压顶在屋顶上，还是有电弧火花风险的。微型逆变器的问题就是贵，但安全性没的说，每一个太阳能板都是并联电路，出来都是交流电，逆变成220V家用电压，比较安全。国内的大项目比较少用微逆，因为贵嘛，投资商关注的是投资收益，而且大型项目有人24小时维护，有个什么情况也能及时处理。家用的，个人觉得还是安全点好，毕竟要用25年，总不能天天守在家里看着吧。