全球正掀起太陽能發(fā)電的新浪潮，而逆變器在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，其性能的改進對于提高系統(tǒng)的效率、可靠性,降低成本至關(guān)重要。業(yè)內(nèi)預測，傳統(tǒng)太陽能逆變器市場將在未來獲得長足的發(fā)展，而新興的微逆變器和轉(zhuǎn)換器市場也將迎來強勁的增長。半導體廠商在此尋求到了另一片“成長的天空”。 “隨著光伏系統(tǒng)中所使用的光伏電池板及其他組件的成本持續(xù)下降，太陽能光伏在成本方面的競爭力將越來越強，因此對光伏逆變器等半導體器件的需求將大幅增加。” 德州儀器半導體事業(yè)部C2000業(yè)務拓展經(jīng)理陳思儒描述了逆變器半導體市場的水漲船高。

逆變器市場走高

由于功率的要求不一，大型光伏發(fā)電的發(fā)電功率較大，從幾百千瓦到幾個兆瓦，逆變器主要是三相逆變橋。而家用型太陽能發(fā)電市場的功率為幾百瓦到幾千瓦功率級別，一般則需要單相逆變器。此外，為了太陽能發(fā)電站的光伏陣列能夠持續(xù)輸出電力，并提供最優(yōu)化的轉(zhuǎn)換效率，每一塊光伏電池板配備獨立的逆變器系統(tǒng)即微逆變器的需求近年也在走高。

據(jù)IMSResearch公布的報告顯示，2010年逆變器的出貨量超過20GW，這是一個驚人的數(shù)字。而逆變器的后勁也在強力“釋放”。根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)最新報告顯示，預計到2014年，全球太陽能逆變器的出貨量可望超過2330萬臺，與2010年的260萬臺出貨規(guī)模相較，可望擴大至9倍之多。此外，太陽能逆變器的銷售額到2014年將沖至近90億美元。不過，需要注意的是盡管太陽能應用需求不斷上升，但全球太陽能逆變器每瓦的平均價格已經(jīng)下降了13.5%，逆變器供應商在持續(xù)不斷地提高產(chǎn)能的同時，要著重考慮逆變器的成本以及整體效率的問題。

而微逆變器市場形勢也十分樂觀。據(jù)IMS Research最新公布的一項報告顯示，該市場將在未來5年內(nèi)贏利15億美元，同時，設備出貨量將以每年100%的速度增長，累計總量將達1600逾萬套。據(jù)該公司預測，民用市場將成為主力市場，民用及小型商業(yè)安裝設備將占到總出貨量的80%。

功率器件至關(guān)重要

除了質(zhì)量和穩(wěn)定性在逆變器產(chǎn)業(yè)扮演著非常重要的角色之外，實現(xiàn)最小損耗和最高效率是逆變器供應商孜孜以求的終極目標，智能控制芯片和功率器件 “擔當重任”。目前，逆變器智能控制芯片供應商包括TI、飛思卡爾、NSC、Microchip和英飛凌等，功率器件供應商包括英飛凌、ST、飛兆、 IR、NS、東芝、Vishay和Mitsubishi等。

“IC廠商提供的解決方案對于太陽能轉(zhuǎn)換的效率有著很大影響。比如，集成有高精度脈寬調(diào)制(PWM)和高速、高精度片上ADC的32位微處理器可支持高脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換頻率，快速而準確地關(guān)合電壓與電流環(huán)，執(zhí)行高級控制算法,例如非線性控制和更為復雜的最大功率追蹤器(MPPT)算法，上述算法對太陽能逆變器的轉(zhuǎn)換效率十分重要。”陳思儒指出。

目前逆變器會根據(jù)不同功率采用IGBT、MOSFET和高速二極管作為功率變換的主要器件，市場要求這些器件具有更低的傳導損耗與開關(guān)損耗及高可靠性等優(yōu)點。隨著高能效的功率變換技術(shù)不斷引入，新一代的IGBT、超級結(jié)MOSFET和碳化硅二極管的使用，使得效率的標桿不斷被刷新。一般來說，在逆變器系統(tǒng)設計中，選擇IGBT器件的基本準則是提高轉(zhuǎn)換效率、降低系統(tǒng)散熱片的尺寸、提高相同電路板上的電流密度。從功率分立器件來看，隨著太陽能并網(wǎng)發(fā)電站規(guī)模的增大，采用1200V IGBT將是未來的發(fā)展趨勢。針對各種不同規(guī)格的逆變器的需求，IGBT模塊呈現(xiàn)集成度越來越高的發(fā)展趨勢。而微逆變器需要監(jiān)測電流、電壓、溫度等模擬參數(shù)，具有模擬和數(shù)字混合信號處理能力的MCU有望找到用武之地。

為實現(xiàn)更高效率這一目標，不僅要對單個器件進行優(yōu)化，而且還要對這些器件組合在一起發(fā)生作用的方式進行優(yōu)化，比如在設計中應努力減小功率電路的寄生電感，把IGBT驅(qū)動得穩(wěn)定一些、更快一些，這都直接影響著系統(tǒng)效率。(責任編輯：admin)