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核電遭遇全球抵制 光伏發電迎來黃金發展期

2011/3/17 11:48:48   電源在線網
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    從日本核電站爆炸引發的一系列安全隱患問題,導致全球開始抵制核電。一直被倡導的新能源發電頓時成為了熱點,發展新能源產業成為全球走勢的必然方向。2010年半導體及光電產業看見了復蘇的曙光,而象征綠色能源之首的太陽能發電,也在2010年有了大幅度的成長。專家估計,在未來幾年中,太陽能電池市場每年將有二至三成的成長率。而相對的,太陽能逆變器的價格也會隨之降低。由于目前逆變器占整體太陽能系統成本的15~20%,價格算是偏高,在太陽能電池市場逐步普及之下,未來生產逆變器的廠商,在價格上仍有進一步降低的空間。 

    近年來,太陽能電池制造商持續致力于開發高效能太陽電池,但就以2010年2月的標準結晶硅太陽電池的最高光電轉 換效率來看,面積156mm×156mm厚度為200μm的太陽電池,也只能達到19.3%的轉換效率。由于太陽電池模塊的光電轉換效率并不高,因此要想 從太陽電池模塊獲得盡可能最大輸出功率的重任,就落到了逆變器身上。 

    據了解,逆變器的主要功能,是將電源的可變直流電壓輸入,轉變成為無干擾的交流正弦波輸出,既可供應設備使用之 外,也可反饋給電網。如此不僅可實現交流與直流的轉換之外,逆變器還能執行其它功能,例如將電路斷開,避免電路因電流突波而損壞。此外,例如控制蓄電池充 放電、儲存數據以及追蹤最大功率點(MPPT)等功能,都有助于提高發電的效率。 

    只不過,太陽電池若和一般電子設備的使用環境相比,太陽發電系統所處的環境更為惡劣。一般模塊安裝在郊區或建筑物 頂樓,局部的云朵陰影、不同的傾斜角度及向陽方位、污垢、不同的老化程度、細小的裂縫或不同的模塊、不同溫度等問題,都會成系統的電壓不均衡,若太陽電池 模塊之間的電壓及電流不穩,整個太陽能發電系統便會出現調配不均的問題。另外,太陽能發電系統的使用時間越長,其發電量將減少,這也使得投資回報大幅下跌。 

    傳統的太陽電池存在結構性的缺陷,導致系統無法充分發揮其性能,加上系統的使用時間越長,效率便越低,這些缺點成了太陽電池發展的阻礙,以致于到今天太陽電池都難以大量普及。因此,太陽能系統面對的最大挑戰之一,就是透過逆變器來提升系統的整體性能。 

    目前,逆變器效率可以達到97.2%左右,因此想要繼續提高其效率的空間非常有限。傳統逆變器與多個太陽能電池模 組串聯的架構,容易在日照不均、電池性能不同等原因之下,使得輸出效率下降,進而導致整體太陽電池的輸出功率大幅降低。為了解決這個問題,市場上已經出現 了單一太陽能電池模塊配備逆變器及轉換器功能的新架構,也就是微型逆變器。微型逆變器可將各單一太陽電池模塊的輸出功率進行最佳化,使得整體系統可得最大 的輸出功率。 

    微型逆變器的原理,在于傳統太陽能系統中,所有太陽能板都連接至一個大型逆變器,也因此,整體系統性能的高低,就 取決于性能最差的那塊太陽能板。萬一這塊太陽能板遇到如前述的狀況而影響其發電性能,整體效率也隨之降低。因此,太陽能系統新的發展趨勢,是將每一塊太陽 能板都連接至許多小型逆變器,也就是微型逆變器。如此一來,性能較差的太陽能板,就不會影響整個系統的效率,同時還能提高整體太陽能發電的效率,加速系統 初期成本的回收時間。 

    專家指出,微型逆變器可單獨追蹤每個模塊的最大輸出功率,改善遮蔽問題,并大幅簡化了系統的線路設計。多家廠商看好微型逆變器的前景,并投入研發微型逆變器,目前微型逆變器市場雖仍小,但未來成長空間極大。也因此,專家認為微型逆變器將是未來的藍海市場!

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