在“双碳”目标的愿景规划下，太阳能已成为实现能源可持续发展的重要途径。而在太阳能的开发利用中，一位什么的“魔法师”发挥着关键性作用，它就是光伏逆变器。今天，来了解下光伏逆变器是如何将阳光转化为清洁电力的。

1.什么是光伏逆变器？

光伏逆变器是指将太阳能电池板产生的可变直流电（DC）转换为市电频率交流电(AC)的逆变器，在太阳能开发利用中发挥着关键作用，其作用原理基于太阳能电池板中的半导体材料特殊性质实现。当阳光照射到太阳能电池板上时，半导体材料吸收光能并将其转化为电能，这个过程实际上是将太阳能转化为直流电。然而，我们日常使用的电是交流电，因此需要将直流电转换为交流电，这就是光伏逆变器的作用所在。

2.光伏逆变器都有哪些类型？

光伏逆变器有多种类型，按技术路线及功率水平可分为集中式、组串式、集散式（模块化）和微型逆变器等，不同类型的逆变器适用于不同的应用场景。其中，集中式与组串式是目前市场的主流产品。
2.1.集中式光伏逆变器

集中式光伏逆变器是最传统的逆变器形式之一，将大量并行的光伏组件串连到同一台集中逆变器的直流输入端，汇总成较大直流功率，再转变为交流电的一种电力电子装置，其功率相对较大，单机容量一般为500kW以上。它具有输出功率大、技术成熟，以及电能质量高、成本低等优点，但其最大功率跟踪电压范围比较窄，组件配置灵活性较低，发电时间短，因此，要求光伏组件之间具有较高的匹配性，一旦出现多云、部分遮荫，或单个组串故障，将影响整个光伏发电系统的效率和产能。主要应用于光照均匀的集中式地面大型光伏电站等集中式光伏发电系统。产品转换效率高，电网友好性强，安全可靠，经济性好，能适应高寒、低温、高海拔等多种环境, 广泛应用于荒漠、高原、商业屋顶等大、中型光伏发电系统。随着技术进步近年来开始与下游的变压器集成，形成“逆变升压”一体化的解决方案，以及与储能结合的光储一体化解决方案。

2.2 组串式光伏逆变器

组串式光伏逆变器是当前市场主流的逆变器形式，其逆变方式是对单串或数串光伏组件进行单独的最大功率点跟踪，再经过逆变以后并入交流电网，一台组串式逆变器可以有多个最大功率峰值跟踪模块，单机容量一般在200kW以下。组串式光伏逆变器最大功率跟踪电压范围宽，组件配置灵活，发电时间长。而且，其功率密度高，安装维护简单，可满足户内、户外等不同的应用环境要求，广泛应用于规模较小的电站，如户用分布式发电、中小型工商业屋顶电站等，也可应用于地形复杂的大型地面电站。
2.3 集散式光伏逆变器

集散式逆变器结合了大型集中式光伏逆变器的集中逆变优势和组串式光伏逆变器的分散MPPT跟踪优势，达到集中式逆变器低成本高可靠性，组串式逆变器的高发电量。集散式逆变器具有工程经验少、安全性及稳定性还需验证的缺点，应用于我国光伏“领跑者”示范基地。
2.4 微型逆变器

微型逆变器的逆变方式是每个微型逆变器一般只对应单块或数块光伏组件，可以对每一块光伏组件进行单独的最大功率点跟踪，再经过逆变以后并入交流电网。微型逆变器的单体容量一般在5kW以下。微型逆变器能够对每块光伏组件进行独立的最大功率跟踪控制，从而实现对每块光伏组件的输出功率进行精细化调节及监控。相较于集中式逆变器与组串式逆变器，在碰到部分遮挡或者组件性能差异的情形下，微型逆变器光伏发电系统能获得更高的发电效率。此外，微型逆变器全部并联运行，并且直接将每块光伏组件的直流电逆变为交流电后并入电网， 运行时仅有几十伏的直流电压，最大程度降低了安全隐患 。其优点是高功率密度，安装维护简单，可自动适应复杂电网环境，延长发电时间，有效提升发电收益，同时内置防雷及高精度漏电流保护，具备储能接口和多种通讯方式，满足户内、户外等不同的应用环境要求，广泛应用于住宅屋顶、庭院等户用光伏发电系统。
3.光伏逆变器的拓扑结构

光伏逆变器主要由输入滤波电路、DC/DC MPPT电路、DC/AC逆变电路、输出滤波电路、核心控制单元电路组成。
再者，光伏逆变器拓扑结构有前端MPPT升压以及后端的逆变，逆变又分为2电平全桥以及“I”型与“T”型三电平，对应的功率器件有前端防反二极管，Boost电路的IGBT/MOSFET与快恢二极管，逆变器通常采用IGBT，根据工作电压的不同有650V与1200V，而1500V系统则采用1200V IGBT“I”型三电平方案。

4.结语

随着光伏产业的成熟，以及经济性价值被不断挖掘，光伏逆变器出货也将呈现更加明显的上升趋势。历经二十余年的技术拼杀，现如今中国的光伏逆变器企业已成功站稳全球巅峰，曾经数百家的市场混战优胜劣汰至不足二十家。充分技术竞赛下的光伏逆变器，效率、电压穿越、智能化、支撑电网等关键技术不断飞跃，成本曲线俯身下冲。当然，逆变器技术的每一步跃升，均构成了未来主力能源跃升的坚实基础，但也将带来新一轮的行业洗牌。 

原标题：揭秘光伏逆变器：将阳光转化为清洁电力的魔法师！