微型逆变器：太阳能领域的新突破
微型逆变器是一种与太阳能阵列一起使用的设备，用于将产生的能量（直流电）转换为家庭可用的电力（交流电）。自从不到十年前进入太阳能市场以来，微型逆变器 将来自单个光伏组件的直流电转换为家庭和企业可用的交流电，受到了系统设计师和安装人员的热烈欢迎。它们每天都在更大、更复杂的太阳能装置中出现，这种趋势在短期内不会改变。对清洁能源日益增长的需求是太阳能市场增长的主要驱动力之一。因此，多家公司正在开发太阳能微型逆变器。微型逆变器具有多种优势：它们的使用寿命更长，因为它们不会暴露在热负荷和高功率下。此外，在使用微型逆变器的情况下，不存在单点故障，这意味着即使一个面板出现故障，整个系统也不会受到影响。几家公司已经开始制造智能微型逆变器，这些逆变器是完全联网的、软件定义的逆变器，采用先进的电网功能开发。
微型逆变器在美国以外的需求量很大，因为新兴市场纷纷利用这些设备。印度的科学家正在印度设计和集成基于微型逆变器的系统。几家新公司已经进入市场并发布了他们的产品，包括两家最大的光伏逆变器制造商SMA和Power-One。根据UnivDatos Market Insights发布的报告，2018年全球太阳能微型逆变器市场价值为9.775亿美元，预计到2025年将达到56.046亿美元，在2019-2025年的预测期内显示出28.4%的爆炸性复合年增长率。
微型逆变器背后的理念
传统的太阳能系统仅由一个逆变器组成。因此，如果逆变器发生故障，则没有备用的能量传输。为了解决这个问题，提出并实施了组串逆变器的想法。即使使用组串逆变器，光伏系统也不适合作为家用应用的即插即用设备。因此，需要设计在光伏模块内部装有逆变器的系统，以确保每个模块的稳定运行和最大功率点跟踪（MPPT）。
微型逆变器相对于组串或集中式逆变器的优缺点
微型逆变器的优点
- 耐阴影：由于每个太阳能电池板的发电与其他电池板无关，因此太阳能电池板的性能不会影响其相邻的太阳能电池板。因此，阴影遮蔽的太阳能电池板不一定会降低其他太阳能电池板的性能，因为它们是独立工作的。组串逆变器并非如此
- 无需空气冷却：微型逆变器是非常小的逆变器，可以安装在太阳能电池板的背面。由于其尺寸，不需要像集中式逆变器那样单独冷却。因此，以热的形式损失更少
- 经济高效：单个微型逆变器比传统逆变器便宜。当传统逆变器发生故障时，更换成本很高，但在微型逆变器的情况下，由于与传统逆变器相比，它们必须处理的电量较小，因此发生故障的可能性要小得多
- 易于安装：安装带有微型逆变器的太阳能电池板更容易、更快，与传统逆变器相比，从而降低了安装成本
- 灵活性：微型逆变器的主要优点之一是其灵活性和可扩展性。可以从最少的太阳能模块开始，并随着需求和预算的增长添加模块，而无需更换大型集中式逆变器
微型逆变器的缺点
- 较高的初始成本：微型逆变器的主要缺点之一是其较高的初始成本。但是，在安装太阳能阵列（一系列太阳能电池板）存在技术挑战或可能导致整个系统性能不佳的遮蔽问题的情况下，其成本是合理的
- 需要额外的监控设备：由于每个逆变器都独立位于太阳能电池板下方，因此需要通信总线和通用监控系统，因为没有像组串逆变器那样的主板显示系统
结论
在阵列尺寸较小且最大化每个面板的性能是一个问题的情况下，微型逆变器已变得很常见。微型逆变器在住宅市场中最为成功，在住宅市场中，面板的有限空间限制了阵列尺寸，并且来自附近树木或其他物体的阴影通常是一个问题。太阳能系统的效率较低，并且与基于电力电子系统的辅助系统一起使用以实现高效的能量收集。微型逆变器技术是一个新兴领域，为新研究提供了良好的空间。