電源優(yōu)化器助太陽能電池提升效率

　　隨著可再生能源的發(fā)展，太陽能發(fā)電的應用也越來越廣。不過，目前現有的太陽能光伏系統(tǒng)架構都極易受到實際操作環(huán)境的影響。例如，住宅旁邊如果種了一棵大樹，樹蔭、落葉、各類碎片以及不時掉下的鳥糞都會遮擋住電池板，并且逐步減少太陽能系統(tǒng)的總發(fā)電量。對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)而言，只要幾塊電池板有陰影或樹葉遮蔽，整個系統(tǒng)的發(fā)電量便會大幅地下跌。具體來說，只要有10%的電池板面積被遮蓋，系統(tǒng)的總發(fā)電量便會下跌50%。此外，盡管新安裝的太陽能系統(tǒng)不會有電池板失配的問題，但隨著時間的流逝，電池板會不斷老化，太陽能系統(tǒng)內部必然出現失衡。

　　美國國家半導體公司推出的SolarMagic電源優(yōu)化器充分利用了公司的模擬電源管理芯片技術，即使太陽能發(fā)電系統(tǒng)受制于陰影、碎片及電池板老化等實際操作環(huán)境,這款電源優(yōu)化器仍可降低發(fā)電量的下跌幅度。在采用電源優(yōu)化器技術和分布式MPPT的太陽能電池陣列中，每個電池板連接了一個電源優(yōu)化器裝置。電源優(yōu)化器進行雙重跟蹤：一方面，它們跟蹤最佳的局部MPP;另一方面，它們將輸入電壓/電流轉換為不同的輸出電壓/電流，以最大限度提高系統(tǒng)中的能源傳輸。電源優(yōu)化器以間接的方式互相通信，它們具有認知和自我組織能力，能檢測自己的電流、電壓環(huán)境并自我調整，直到整行達到最佳值，同時在電池板級別達到局部優(yōu)化點。與此同時，電源優(yōu)化器架構與現有的多級逆變器完美兼容，將使它們更高效地運行，因為總線電壓可以保持更高更恒定。電源優(yōu)化器不只限于提升DC/DC轉換器性能，它們既能處理能源多余的情況，也能處理能源減少的情況，這意味著可以像處理各種陰影那樣處理由于反射的多余光線導致的電池板不匹配;同樣，這意味著電源優(yōu)化器有能力應對功率變化，方法是給某行添加電池板(使該行產生更多的電量)或從某行減少一塊或兩塊電池板(從而減少電量)。現場測試顯示SolarMagic芯片可挽回超過57%損失的發(fā)電量。利用SolarMagic技術，用戶可以在太陽能系統(tǒng)安裝多年后輕松地進行系統(tǒng)升級，顯著提高系統(tǒng)發(fā)電量。

　　2009年3月，美國國家半導體公司幫助加利福尼亞州奧克蘭市一幢公寓的太陽能電池系統(tǒng)進行性能優(yōu)化，為這套共有204塊電池板的太陽能系統(tǒng)約 1/3的電池板添加了SolarMagic電源優(yōu)化器，以提升其性能。工程完成后，該套系統(tǒng)的總發(fā)電量提高了22.6%。

　　SolarMagic技術除了可以減少太陽能系統(tǒng)發(fā)電量的下跌幅度之外，還具有高度的靈活性，令太陽能系統(tǒng)零售商在構思新的系統(tǒng)設計時有更大的發(fā)揮空間。一直以來，系統(tǒng)設計工程師為了確保電池板的配置和系統(tǒng)發(fā)電量不受陰影遮蔽的影響，不得不縮小電池板，忽略外形設計的美觀，而且整個設計過程極為耗費時間及金錢。如果采用SolarMagic技術，系統(tǒng)工程師不僅可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，而且可以更靈活美化外形設計，例如：選用不同長度的電池板，將不同品牌的電池板搭配在一起，甚至可以采用形狀不規(guī)則的電池板。

　　通過挽回因實際環(huán)境因素導致的發(fā)電損失，SolarMagic技術的面世使更多地方都可以安裝太陽能系統(tǒng)。許多被認為不適宜安裝太陽能系統(tǒng)的地方都可以借助SolarMagic技術實現對太陽能的利用。也就是說，SolarMagic技術的實用性極大地拓展了太陽能系統(tǒng)的潛在市場。

　　現有的太陽能系統(tǒng)都存在過壓等許 多 潛 在 的 可 靠 性 問 題 。SolarMagic芯片可將電池板輸往反相器的饋電加以調整，將過壓等問題一并解決，從而長時間地保持太陽能系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，由于直流/交流轉換功能交由中央直接控制，整個轉換過程都可在指定電壓范圍內保持最高的效率。也就是說，即使不增加電池板的數目，SolarMagic技術仍可進一步提高系統(tǒng)的發(fā)電量。