在第二章中,我们介绍了微型逆变器和组串逆变器在直流:交流比率上的差异,即使在不使用电池的情况下也是如此。本章将详细介绍组串逆变器优于微型逆变器的原因和方式。
直流:交流比率:含义
直流:交流比是太阳能设计中的一个关键指标。它将太阳能模块的总功率容量(直流)与逆变器的最大输出容量(交流)进行比较。例如,一个 15 千瓦的系统配备一个 11.4 千瓦的逆变器(或微型逆变器容量之和),其直流:交流比为 1.3:1。
据领先的太阳能设计和性能仿真软件 Aurora Solar 称:"通常情况下,太阳能电池阵列的尺寸过大,使直流-交流比大于 1,这样当发电量低于逆变器的额定值(通常一天中的大部分时间都是如此)时,就能获得更多的能量。
然而,极光太阳能公司继续说:"这种方法并非没有成本。要么花钱购买额外的逆变器,要么因逆变器削波而失去能量收获"。
但并非所有直流:交流比率的表现都相同,尤其是在比较组串逆变器和微型逆变器时。
剪辑:组串逆变器与微型逆变器
当模块输出超过逆变器容量时,组串式逆变器和微型逆变器都会产生能量损耗,但组串式逆变器的平均损耗较小,因为:
1.组串逆变器的总功率平滑化
组串式逆变器在阵列级管理电力,将所有模块的输出合并为一个直流输入。这意味着
- 组件相互平衡:如果一组组件产生峰值功率(如下午朝西的组件),而另一组组件被遮挡或工作在峰值以下(如下午朝东的组件),阵列的总输出功率就不太可能超过逆变器的容量。
- 更平滑的输出曲线:即使单个模块以最大功率运行,所有模块的联合发电也能降低削波的可能性。
2.微型逆变器中的每模块削波
微型逆变器为每个模块独立运行,在模块一级将直流电转换为交流电,从而造成效率低下:
- 每个模块的削波:每个微型逆变器的额定功率都是固定的(如 350 瓦)。如果一个 450 瓦的模块达到峰值,即使系统中其他模块的发电量低于其峰值,多余的 100 瓦也会被削去。
- 模块间无共享:与组串逆变器不同的是,微型逆变器不能在模块之间汇聚功率,因此即使其他模块表现不佳,表现优异的模块也会损失多余的能量。
以具体实例比较能源生产
让我们通过比较微型逆变器与组串逆变器在相同房屋(见图 16)上相同直流:交流比例下的性能差异,来了解两者的不同之处:
- 15 千瓦太阳能装置由 35x440 瓦模块组成
- 2 个阵列:东部(蓝色)17 个模块,西部(黄色)17 个模块
- 太阳照耀着西面的阵列,每个模块可产生 400 瓦的电能
- 东方阵列每个模块可产生 250 瓦的功率
- 方案 1: 700 千瓦优化器 + 11.4 千瓦组串逆变器(直流与交流比例为 1.35:1)
- 方案 2: 每个模块上安装 325W 微型逆变器(直流与交流比例为 1.35:1)。

下面我们可以看到这两种配置的性能比较。方案 2 中的微型逆变器由于在模块层面上产生剪切,因此剪切了 13% 的产量。而方案 1 中的组串式逆变器则不会产生损耗,因为东面阵列的较低输出抵消了西面阵列的较高输出。
最大潜在输出
- 东部:4 500 瓦(250 瓦 x 18)
- 西部:6 800 瓦(400 瓦 x 17)
- 总功率:11,300 瓦(4,500 瓦 + 6,800 瓦)
DC 架构:
- 东部:4 500 瓦(250 瓦 x 18)
- 西部:6 800 瓦(400 瓦 x 17)
- 总功率:11,300 瓦(4,500 瓦 + 6,800 瓦)
- 0% 剪辑
AC 建筑
- 东部:4 500 瓦(250 瓦 x 18)
- 西侧:5 525 瓦(325 瓦 x 17)
- 总功率:10,025 瓦(4,500 瓦 + 5,525 瓦)
- 13% 剪断
每日不同
图 16 中的发电量曲线说明了两种技术在一天内的性能差异。

直流架构: 只有当总输出功率(东阵列+西阵列)超过逆变器容量时,才会夹住逆变器。方向不同。剪切的可能性较小。
交流架构:在每个模块上进行削波 - 因此先削波东阵列,再削波西阵列,从而降低总输出功率。削波的可能性更大。
单元定向的作用

组件经常安装在多个方向(如朝东和朝西的屋顶),因为
- 住宅屋顶空间有限。多个朝向可以获得更多的表面积。
- 分布式峰值:朝向不同方向的模块在一天中的不同时间产生峰值输出,从而形成更平滑的整体输出曲线。
- 捕捉早晚时段。与白天相比,电力公司对早晚时段的补偿率越来越高,这在很大程度上是由于太阳能在电网中的普及。
- 减少削波:即使直流与交流的比率很高,组串式逆变器的总系统输出也不太可能超过逆变器的容量
结论
并非所有的直流:交流比率都相同。当直流电超过交流电容量时,组串逆变器和微型逆变器都会产生能量削波,但组串逆变器通过汇聚整个阵列的功率,可显著降低削波损耗。
对于希望最大限度地提高能源产量和节约能源的业主来说,直流优化组串逆变器系统是不二之选--它可以捕捉更多的能源,最大限度地减少损耗,并为太阳能+储能的未来做好准备。
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以下是本系列所包含章节的完整列表(链接将随着章节的出版而添加):
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- 摘要:不断增长的微型逆变器税收
- 趋势线:太阳能产业的重大变化
- 削税:把能源留在餐桌上
- 转换税:交流耦合电池的隐性成本
- 装备税:装备越多,问题越多
- 解决方案是直流:直流优化器、直流耦合电池
- 奖励:削波对决:并非所有直流:交流比率都相同
- 术语表