光伏系统【tǒng】的发展【zhǎn】，什么东西都是越做越【yuè】大，唯有逆变器【qì】是越做【zuò】越小了。原【yuán】来【lái】只有一【yī】种集【jí】中逆变器【qì】;后来发展出了组串逆变器;再后来有了【le】每个组件装一个的微型逆变器【qì】;再后来【lái】有了只【zhī】在组件端处理MPPT优化【huà】，把【bǎ】DC-AC功【gōng】能交还给【gěi】组串逆变器的组【zǔ】件优化器，和接线盒集成【chéng】了(智能【néng】接线【xiàn】盒);现在甚至【zhì】出现了针对组件内电池串甚至单个电池优化【huà】的所谓【wèi】“亚组【zǔ】件集成变流器”(Sub-module integrated converter, SubMIC)。

这倒也迎合我们光伏系统分布式发展的大趋势!

(各种变流设【shè】备的优化处理范【fàn】围，Olalla, PIP, 2017)

01为什么会出现这种东西

为【wéi】什么会出现这种【zhǒng】变流器逆【nì】变器分【fèn】布式发展【zhǎn】的趋【qū】势【shì】?归根结底两点原因：榨【zhà】出光伏系统每【měi】一毫瓦可以发的电，以及提升光伏系统的可【kě】靠性。这看起来【lái】是很矛盾的东西——F1方【fāng】程式的引擎可以榨干每一分马【mǎ】力【lì】，可这种高转速引擎也【yě】就开个几百公【gōng】里的【de】寿命。但【dàn】其实对光伏系【xì】统，却【què】有可能是鱼和熊【xióng】掌兼得的【de】。这【zhè】里听兔【tù】子君【jun1】慢慢道来。

电【diàn】池在【zài】生产的时候，龙【lóng】生【shēng】九子各个不同;封装以后，组件【jiàn】与组【zǔ】件的差距进一步放大;再连线，又引入了【le】线损的不同;别说【shuō】倾角什【shí】么【me】的也不【bú】可能完全【quán】一样【yàng】。当把所【suǒ】有的组件连在一【yī】起的时候【hòu】，无论是串联【lián】还是并联，都是对电流和电【diàn】压相互牵制的过程。就算是设计生产【chǎn】的时候把什么参数【shù】都【dōu】搞成一【yī】样，还【hái】有鸟屎、树【shù】木建筑物遮挡、温【wēn】度梯度等【děng】外【wài】界参数，使得各个电【diàn】池处于【yú】不同的偏置状态。结果就是发电量不【bú】能最【zuì】大化，而且【qiě】有的【de】太阳能电池长期处于反向偏置状态还可能造成热斑等恶劣后果，严重影响寿命。

所【suǒ】以组串逆变器出现了，不管别的组串怎【zěn】么样，我可以把我自己的组串发电量榨干，并且【qiě】如果我这【zhè】个组串挂了，至少别的【de】组串【chuàn】不受影响;再后【hòu】来【lái】微【wēi】型逆变器【qì】和组件优化器【qì】出现了，不【bú】管组串上别的组件怎【zěn】么样，我【wǒ】可以把【bǎ】我自己的这个组件【jiàn】发【fā】电量榨干，并且如果我这个组件挂了，别的组件不【bú】受影响;所以【yǐ】亚组【zǔ】件集成【chéng】变流【liú】器出现【xiàn】了，不管【guǎn】组件里别【bié】的电池怎么样，我可以把我【wǒ】自己的【de】这个【gè】电池发【fā】电量【liàng】榨干，并【bìng】且如果我【wǒ】这个电【diàn】池挂了，组件里别的电池不受【shòu】影响。

(各种变流设备设计模型)

02效果

分布式【shì】变流设备(逆变器、优化【huà】器、变流器)对效果的增益毋庸置【zhì】疑，只是大小【xiǎo】因应【yīng】用场景而异【yì】。越是地【dì】形光照气【qì】候复杂的系统，组【zǔ】串之间、组【zǔ】件之【zhī】间、电池之【zhī】间的【de】发电【diàn】量变【biàn】化比较大，分布式变流设备的价值就越高【gāo】。需【xū】要考虑到的是，只要是电子【zǐ】设【shè】备就【jiù】会有功率损耗【hào】。一【yī】般来说【shuō】优化器的CEC效率是高【gāo】于一般逆变【biàn】器的【de】，而一【yī】般逆变器又高【gāo】于微型逆变器，微型【xíng】逆变器又高于【yú】亚组件变流器。传统认为3-4kW系统是【shì】拐点，低【dī】于这个大小【xiǎo】的光伏系统比较适合于微型逆变器以【yǐ】下的分布式布局。随着电力电子技术的提升，价【jià】格不断【duàn】降低，这个拐点【diǎn】应该是不断提升的。值得注意的是，新型电子【zǐ】元件【jiàn】采用的差分功【gōng】率处【chù】理【lǐ】模式(DPP)，只在发电【diàn】功率【lǜ】的失【shī】配的情况产生【shēng】作用，所以无【wú】论是效率、寿【shòu】命还是元器【qì】件的大小【xiǎo】，都有【yǒu】非常【cháng】大的【de】提升。

03寿命

这个大概【gài】是最值【zhí】得【dé】关心【xīn】的事【shì】情。绝大多数人，包括兔子都有这样的疑问【wèn】——电子元件自【zì】己也有寿命啊，加在光伏系统甚至组【zǔ】件里面，靠【kào】谱不靠【kào】谱?固然分布式变【biàn】流器【qì】解决了电【diàn】池组件反向偏置等等让太阳能电池大【dà】幅【fú】“折寿”的问题，但是本身的寿命不靠谱的话，岂【qǐ】不是两相【xiàng】抵【dǐ】消甚至更惨?这是很要命【mìng】的【de】问题【tí】。

如果是假设变流器寿命无限长，仅仅从提升光伏组件寿命来看，按照低于80%发电量就【jiù】报废来算，微型逆变器【qì】和【hé】组件优【yōu】化器基本可以提【tí】升光伏系统5年【nián】的寿命，而【ér】亚组件变【biàn】流系统可【kě】以提升【shēng】10年寿【shòu】命。

如果是引入电力【lì】电【diàn】子设备的寿命【mìng】，光伏系统寿命上【shàng】的收【shōu】益就要少很多。根据一般标准【zhǔn】半导体【tǐ】元器件标【biāo】准，25年质保，根据【jù】Weibull概率【lǜ】模型，25年后会有5%的【de】原件失效，50年后会有20%的原件失效。这样的话【huà】微型逆变【biàn】器【qì】和【hé】组件优【yōu】化器基本上不会对光伏【fú】系【xì】统【tǒng】寿命提【tí】升有任何【hé】帮助，而亚组件变【biàn】流【liú】器依然可以有大致5年的寿命【mìng】提升。

寿命提升直接导【dǎo】致度电【diàn】成本下降，如果有很好的商业模式的情【qíng】况下，电力电子【zǐ】元【yuán】件【jiàn】追加【jiā】的成本可以轻易的被找回来。提高元件的可靠【kào】性，减少失效【xiào】率，是【shì】分布式变流器逆变器成功【gōng】的【de】关键【jiàn】!

来源：PV兔子