太陽(yáng)能逆變器架構組件全揭秘（圖文）

圖7：除了接收到的PV有功功率之外，所需的無(wú)功功率也在逆變器中產(chǎn)生。這兩者的幾何和就是視在功率；它對逆變器設計具有決定性的意義。(SMA提供)　　在市電電網(wǎng)中，兩者都有一個(gè)帶50或60Hz頻率的正弦軌跡。一旦電流和電壓“同相”，例如以相同的步調移動(dòng)，這兩個(gè)振蕩因子之積就也將是一個(gè)帶正平均值的振蕩輸出---純有功功率(圖8a)。

圖8a： 當沒(méi)有發(fā)生相移時(shí)，電流i和電壓u之積是一個(gè)振蕩的、但始終正向的輸出---純有功功率(SMA提供)

　　不過(guò)，一旦電流和電壓的正弦軌跡發(fā)生偏移彼此相反，它們之積將是一個(gè)正向和反向信號交變出現的輸出。在極端情況下，電流和電壓在一個(gè)四分之一周期發(fā)生相移：當電壓為零時(shí)，電流總是到達其最大強度—反之亦然。其結果是產(chǎn)生純無(wú)功功率，正向和反向信號完全相互抵消(圖8b)。

圖8b： 在電流i和電壓u之間的90o相移處，產(chǎn)生一個(gè)帶零平均值的交變呈現的正向和反向輸出---純無(wú)功功率 (SMA提供)

　　這個(gè)相移通常發(fā)生在兩個(gè)方向。當線(xiàn)圈和電容器位于交流電路時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生相移—通常是這種情況：所有的引擎和變壓器都有線(xiàn)圈(用于電感偏移)；電容器(用于電容偏移)也很常見(jiàn)。

　　多芯電纜的作用類(lèi)似于電容器，高壓架空電纜可被看作是極長(cháng)的線(xiàn)圈。因此，在交流電網(wǎng)中，某種程度的相位偏移(例如無(wú)功功率)是不可避免的。相移的測量參數是偏移因子cos(φ)，其值在0和1之間。它可被用于很容易地轉換成輸出值。無(wú)功功率的單位被稱(chēng)為乏(VAR)，而不是瓦(見(jiàn)公式1)

公式1：利用直角三角形的勾股定理計算無(wú)功功率。(SMA提供)

　　電網(wǎng)中的無(wú)功功率的影響是什么？

　　實(shí)際上，只有有功功率才是可用的功率。它能給機器供電、使燈泡發(fā)光或開(kāi)動(dòng)電熱器。無(wú)功功率則不同：它不能被使用，因而不能給任何電子設備供電。它只是在電網(wǎng)中簡(jiǎn)單地來(lái)回移動(dòng)，扮演額外負載的角色。此外，所有的電纜、開(kāi)關(guān)、變壓器，以及其他部分也需要考慮無(wú)功功率。

　　這意味著(zhù)，它們需要被設計為視在功率，即有功功率和無(wú)功功率的幾何之和。能量傳導過(guò)程中的電阻損耗發(fā)生在視在功率的基礎上；因此額外的無(wú)功功率會(huì )導致更大的傳導損耗。

　　展望未來(lái)

　　光伏系統是發(fā)電領(lǐng)域相對比較新的技術(shù)。像其他新興技術(shù)一樣，光伏系統也將隨著(zhù)技術(shù)不斷成熟而快速變化。因此，光伏系統無(wú)疑將持續變革，以滿(mǎn)足更高容量、更低成本和更高可靠性的市場(chǎng)需求。屆時(shí)光伏逆變器將擴展功能，設計人員將需要更多集成的、針對特定應用的元件級部件。正如這些所展示的，光伏系統將廣泛普及并最終成為一種可行的主流設施，顯著(zhù)降低我們對礦物燃料的依賴(lài)。