光伏发电应用

摘要:在全球环保大趋势下，新能源领域必将迎来高速的发展。政府的投入，企业的投入都将加速新能源领域的发展。本文阐述了新能源领域中的光伏太阳能发电中的核心部件-----光伏逆变器的原理及其对元器件的要求。 

关键词：新能源、光伏太阳能发电、光伏逆变器、铝电解电容器 

太阳能作为一种新能源，能为我们的生活提供清洁无污染的能源。由于光伏发电系统产生的电流为直流电，但民用电力以交流供电为主，而且太阳能发电最终将走向并网运行，这就意味着太阳能发电必须通过逆变器将直流电转换为交流电来驱动家用电器等负载。因此，逆变器在太阳能发电系统中具有举足轻重的作用。 
逆变器的主要功能是将电源的可变直流电压输入转变为无干扰的交流正弦波输出，既可供设备使用，也可反馈给电网。 
一、太阳能发电对光伏逆变器的要求 
对于熟悉功率管理的工程师而言，设计太阳能发电系统的逆变器有什么要点需要额外注意？首先，就现有光伏系统逆变器的使用情况来看，它们一般只能使用5到10年，而光伏电池板的使用寿命长达25年，逆变器成为光伏系统中可靠性最低的组件。 IR的AlbertoGuerra提出，设计师必须考虑光伏系统逆变器的使用寿命。太阳能逆变技术业界对于产品寿命有很高的期望，一般都能保证20至25年的使用期，因此特别着重每种元件的可靠性。 
二、提高光伏逆变器寿命的关键 
决定光伏逆变器的寿命为其各元件的可靠性，尽管半导体元件通常都达到这种可靠性水平，但对于无源元件来说却有可能是一个挑战，特别是电解电容器。电解电容器的可靠性提高成为了提高光伏逆变器可靠性的关键之一。
三、电解电容器在光伏逆变器中的作用 
光伏逆变器可看成是用直流电源供电的特殊用途的变频器，输出频率为50Hz或与电网同步的50Hz。也就没有整流器产生的整流电路的电流脉冲，这样直流母线上的电容器的功能为直流母线电容器或者成为“DC-Link”电容器，其作用为吸收由逆变器产生的开关频率极高次谐波电流和输出频率的三倍频电流和高次谐波电流。 
四、光伏逆变器对电解电容器的要求  1.高电压 
一般大功率的光伏逆变器，将转化后的交流电直接并入高压电网中，但从安规角度考虑，光伏电池组的输出电压一般不高于900V，可以选择两只450V电解电容器串联，但为了提高安全性，可以选择2只500V电解电容器串联。所以需要高电压等级的电容器来减少电容器的串接而提高可靠性。 
2.高耐纹波能力 
一般光伏逆变器流过电容器的电流为逆变器输出电流有效值的0.44倍。如光伏逆变器的输出电压为线电压250V，每输出1kW功率对应的输出电流约2.54A，流过直流母线电容器的电流为1.12A。100kW光伏逆变器的直流母线电容器需要流过112A有效值电流，所选择的电容器的额定电流不应低于这个数值。如果一只电解电容器的额定电流不能满足要求，要选择多只电解电容器并联方式获得所需要的电流值。所以要求单只高耐纹波能力的电解电容器来减少电解电容器的并联数量，提高整体可靠性。 
3.长寿命 
在太阳能发电系统中光伏电池板的使用寿命长达25年，而逆变器成为光伏系统一般只能使用5到10年，所以太阳能发电系统对光伏逆变系统的寿命要求为25年的水平。对于无源元件电解电容器，它的负极为电解液，会随着使用时间的增长慢慢干涸而失效。这势必需要电解电容器行业制造出更长寿命的电解电容器来符合光伏逆变器的要求。 
五、BIT的电解电容器 
上海一点点电子科技有限公司是一家专注于螺栓型铝电解电容器制造10多年的公司。经过3年多的研发，对电解液的配方进行改良，电解液中的重要化学药品采用日本进口药品，成功研发出高性能的电解液。经过可靠性试验完全符合新能源领域要求的长寿命，高纹波，高电压。终于2011年初推出了新能源领域应专用系列ES6和EL20。 
目前市场上的长寿命型的铝电解电容器为85℃、5000小时，而BIT的ES6系列在相同条件下能保证85℃、6000小时寿命，且耐纹波能力为普通长寿命型的1.7倍，提高了电解电容器的寿命和耐纹波能力，符合了普通光伏逆变器对电容器的要求。BIT的EL20超长寿命型电解电容器更是达到了85℃、20000小时寿命，耐纹波能力是普通长寿命型的1.9倍，完全能够满足光伏逆变器的长寿命的需要，能大幅度提高光伏逆变器的可靠性水平，符合太阳能发电系统的要求。随着新能源领域不及其相关行业的不断进步，相信太阳能发电技术也会高速发展，太阳能发电系统的可靠性会不断提高。我们BIT人愿意与大家一起努力为新能源的发展提供更高规格的电解电容器，为建设绿色地球贡献绵薄之力。 
六、结语 
    铝电解电容器等寿命元器件的进步，使光伏逆变器的长寿命成为可能。随着寿命元器件的可靠性的不断发展，光伏逆变器的寿命必将满足太阳能发电系统的要求。未来的太阳能发电系统将成为高可靠性的，免维修的发电系统；太阳能电能也将成为清洁无污染的廉价的能源进入千家万户。