太陽(yáng)能發(fā)電系統對半導體器件的需求分析

　　太陽(yáng)能逆變器是整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統的關(guān)鍵組件。它把光伏單元可變的直流電壓輸出轉換為清潔的50Hz或60Hz的正弦電壓源，從而為商用電網(wǎng)或本地電網(wǎng)供電。因為太陽(yáng)電池板的光電轉換效率可能受到陽(yáng)光照射的角度、云層、陰影或氣候條件的影響，所以，太陽(yáng)能發(fā)電系統必須把不斷變化的直流電轉換為經(jīng)過(guò)很好調整的交流電源。對充電電池的最大輸出功率應出現在光伏電池的電壓和電流積的峰值處，如圖1所示。

　　為了實(shí)現最大功率點(diǎn)輸出的跟蹤(MPPT)，微控制器要運行MPPT算法，以調節太陽(yáng)能電池板的方向、輸出的直流電壓和電流，使之獲得峰值功率輸出，就需要采用微控制器以及傳感器來(lái)跟蹤太陽(yáng)方位角以及高度角。

　　目前，在自適應太陽(yáng)方位角、高度角以及輻射強度的跟蹤系統中，組成部件包括輻射強度傳感器、跟蹤傳感器、自動(dòng)控制芯片、步進(jìn)電機和細分驅動(dòng)器、機械傳動(dòng)機構及集能平臺等幾部分。對于風(fēng)能/太陽(yáng)能一體化的發(fā)電系統，還要檢測光伏陣列的輸出電壓/電流、跟蹤光強、環(huán)境光強、蓄電池充電電流/電壓、逆變器的輸出交流電流、交流電壓、環(huán)境溫度、蓄電池溫度、光伏陣列溫度、太陽(yáng)方位角、高度角和風(fēng)速。因此，對微控制器的數據采集能力以及A/D轉換以及處理提出了很高的要求。

　　在大規模部署的太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電廠(chǎng)中，光伏電池板的數量很大，為此，TI公司提出了“微型逆變器”的概念，它既能夠在較寬的范圍內掃描各個(gè)獨立的太陽(yáng)能電池板的峰值功率點(diǎn)，避免把局部峰值作為MPP點(diǎn)，同時(shí)，又能夠提高最大功率點(diǎn)輸出跟蹤的效率。TI提出的這種系統的架構如圖2所示。從中可看到，對于DC/DC轉換器、DC/AC轉換器以及控制器、通信接口的需求也非常大。