太阳能功率优化器的发展状况.doc

Research DICITIMES Feb 16, 2011 太陽能 太陽能功率優化器提高太陽光電系統發電量爲多家業者 關注焦點 2011/02/16716-陳思吟 內文目錄 D陰影遮腋使太陽光電系統發電功率下降 ＞功率優化器的架構 ?搭配功率優化器的太陽光電系統優點 ?功率優化器投入業者槪況 ?結語 表目錄 表目錄 ?太陽能功率優化器安裝架構 ?太陽能模組受遮蔽後功率損失44% b DC-DC功率優化器搭配系統串聯架構 ?使用Solar Magic後可大幅減少遮蔽造成的功率損失 ? DC-DC功率優化器搭配並聯系統架構 ?並聯架構的太陽光電系統可減少遮蔽造成的損失 ?串聯與並聯太陽能功率優化器比較 ?功率優化器改善陰影遮瞰影響，提高發電量 ?投人功率優化器開發的廠商 ?美國國家半導體將SM3320晶片內建於接線盒 Tigo Energy的太陽能功率優化器產品組合 elQ的並聯型太陽能功率優化器產品組合 ?太陽能功率優化器發展具市場潛力 ?太陽能功率優化器業者合作開發模式 共14個圖表 在2010年1 0月美國加州洛杉磯的Solar Power International展覽 可觀察到太陽能功率優化器產品，如雨後春筍般冒出。美國創投基 金投入相當多資本於此類公司，無不看好此類產品未來5年內的爆 發性成長潛力。 太陽能功率優化器爲近幾年才硏發出來的市場新產品，其主要槪念 是將太陽能逆變器中的最大功率追蹤(Maximum Power Point Tracking ; MPPT)運算功能獨立出來，安置於每塊模組背後，使每 塊模組可獨立進行MPPT追蹤，大幅改善傅統太陽光電系統在陰影 遮蔽下導致的功率損失，約可提高系統發電效率25%以上。且太陽 光電系統搭配使用功率優化器後，可更有效利用屋頂面積，增加系 統設置彈性，也大幅提高系統安全性。 在美國國家半導體於2009年成功推出第1款功率優化器Solar Magic後，多家相關業者投入硏發，並吸引創投基金目光。此市場 尙爲新興市場，各家業者推出的產品皆問市不久，於2010年美國加 州Solar Power Internatio nal展可見到不少相關產品展出。也有不 少業者表達想投入開發的意願。目前投入開發太陽能功率優化器業 者多於2009年後成立，且大多集中於北美。 太陽能功率優化器安裝架構 功率僵化器 太陽自確組 系統監控軟《8 a ?)口 網路 資料來源：SolarEdge 2011/2 陰影遮蔽使太陽光電系統發電功率下降 在一般太陽光電系統架構下，只要其中一塊模組受遮蔽，此塊模組 便成爲電流輸出瓶頸，整串模組輸出功率因而大幅下降，以美國國 家半導體所進行實驗爲例，遮蔽造成的發電損失高達44%。因此系 統業者在安裝設計屋頂系統時，須花時間評佔安裝點的遮蔽問題， 儘量避免把具遮蔽問題的區塊列入安裝區。 太陽能模組受遮蔽後功率損失44% 未受遮蔽翰出功率：1005Wp 150V 201W _30V@6.7A 201W _30V@6.7A 201W 30V@6.7A 201W 30V@6.7A 201W 30V@6.7A ov ov 資料來源：National Semiconductor DIGITIMES 整理，2011/2 爲改善陰影遮蔽問題，美國國家半導體(National Semiconductor)硏 發出 Solar Magic、即功率優化器(Power Optimizer)，使用 Solar Magic搭配模組，可已攵善陰影遮蔽問題，也可在過去具遮蔽問題的 區塊，安裝模組，增加系統設置的面積。 功率優化器的架構 目前市面上推出的功率優化器有2種。大多廠商推出的爲不具升壓 功能的功率優化器，直接附加於模組，模組間以串聯架構連接。另 外也有廠商硏發出具升壓功能的功率優化器，模組在附加功率優化 器後，可直接將電壓提高到太陽能逆變器可轉換的電壓，因此模組 間以並聯架構連接。 ■ 串聯架構搭配 串聯系統架構下的功率優化器可直接針對模組做最大功率追蹤 (Maximum Power Point Tracking ； MPPT)，最大化每個太陽能模組 的功率輸出，最後再將輸出的直流電送到逆變器轉成交流電輸出。 而當陰影發生時，功率優化器能彼此協調電壓電流分配，將陰影遮 蔽的影響降到最小。 DC-DC功率優化器搭配系統串聯架構 DC? DC?DC電力侵化器 串式逆變器 資料來源:Enccsys ‘ DIGITIMES 2011/2 以美國國家半導體硏發的功率優化器Solar Magic爲例，在陰影發 生時，Solar Magic能監測到受遮蔽模組電壓電流狀況，透過運算與 協調各模組電壓電流，僅有受遮蔽的模組發電量下降，其他模組不 受影響，大幅降低陰影遮蔽的影響，提升整