集成微型逆变器和优化器的多合一设备

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爱沙尼亚塔林理工大学电力电子研究小组和初创公司Ubik Solutions的电力电子研究人员,已开发出一种混合式逆变器解决方案,其中集成了微型逆变器和功率优化器。

这种名为Optiverter的设备于2016年提出了面向中小型光伏装置应用的构想,并最终开发出原型产品。其发明者表示,他们计划在不久的将来进行商业化生产。

在爱沙尼亚塔尔图(Tartu)试点安装的Ubik S350AC Optiverter。

图片来源:Ubik Solutions

该设备以获得专利的具有可变直流链路的多模控制和阴影适应最大功率点跟踪(MPPT)算法为基础。据说这种算法提供的输入电压范围可比市场在售的商用微型逆变器宽三倍。

研究小组表示:“阴影适应MTTP使Optiverter能够胜任其他设备根本无法工作的情况,与传统的微型逆变器相比,其能量收集效率提高了三成。” 研究人员在最近发表在电气和电子工程师协会工业电子会刊上的文章《Solar Optiverter——一种光伏组件级电力电子技术的新型混合方法》中说,这种即插即用的设备将光伏功率优化器的超宽MPPT电压范围,与光伏微型逆变器的直接交流电连接和固有安全性结合在一起。

根据首席研究员Dmitri Vinnikov的说法,这款微型逆变器/优化器可用于功率输出高达350瓦的所有60片电池和72片电池的光伏面板。他表示,Optiverter的主要优点是组件数量少,整体实现简单,有助于解决如单位瓦特成本和可靠性等组件级电力电子(MLPE)光伏系统的重要问题。他还声称,当微型逆变器由于其有限的输入电压调节范围而无法捕获功率时,该设备仍可在严重的不透明遮光条件下提供功率。

该产品基于多模的准Z源串联谐振型DC-DC转换器(qZSSRC),它负责光伏组件与高压直流链路之间的MPPT和电压匹配。

研究人员透露:“根据光伏组件的工作条件,qZSSRC可以采用升压或降压模式,因此可以在不同输出功率水平的超宽输入电压范围内保持高效率。”

但是qZSSRC技术不是唯一的选择,因为具有性能相当的其他直流-直流转换器也是可以发挥作用的。此外,该设备还具有内置的通信网关和布线功能。

设备可提供适合交流电网的350瓦版本(S350AC Optiverter),以及用于直流微电网的全新400瓦版本——目前正在荷兰进行试验的S400DC Optiverter。

这个研究小组透露:“这种技术已取得专利,并正在四个国家开展试点。”

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