光伏系統的發展，什么東西都是越做越大，唯有逆變器是越做越小了。原來只有一種集中逆變器;后來發展出了組串逆變器;再后來有了每個組件裝一個的微型逆變器;再后來有了只在組件端處理MPPT優化，把DC-AC功能交還給組串逆變器的組件優化器，和接線盒集成了(智能接線盒);現在甚至出現了針對組件內電池串甚至單個電池優化的所謂“亞組件集成變流器”(Sub-module integrated converter, SubMIC)。

這倒也迎合我們光伏系統分布式發展的大趨勢!


為什么會出現這種東西

為什么會出現這種變流器逆變器分布式發展的趨勢?歸根結底兩點原因：榨出光伏系統每一毫瓦可以發的電，以及提升光伏系統的可靠性。這看起來是很矛盾的東西——F1方程式的引擎可以榨干每一分馬力，可這種高轉速引擎也就開個幾百公里的壽命。但其實對光伏系統，卻有可能是魚和熊掌兼得的。這里聽兔子君慢慢道來。

電池在生產的時候，龍生九子各個不同;封裝以后，組件與組件的差距進一步放大;再連線，又引入了線損的不同;別說傾角什么的也不可能完全一樣。當把所有的組件連在一起的時候，無論是串聯還是并聯，都是對電流和電壓相互牽制的過程。就算是設計生產的時候把什么參數都搞成一樣，還有鳥屎、樹木建筑物遮擋、溫度梯度等外界參數，使得各個電池處于不同的偏置狀態。結果就是發電量不能最大化，而且有的太陽能電池長期處于反向偏置狀態還可能造成熱斑等惡劣后果，嚴重影響壽命。

所以組串逆變器出現了，不管別的組串怎么樣，我可以把我自己的組串發電量榨干，并且如果我這個組串掛了，至少別的組串不受影響;再后來微型逆變器和組件優化器出現了，不管組串上別的組件怎么樣，我可以把我自己的這個組件發電量榨干，并且如果我這個組件掛了，別的組件不受影響;所以亞組件集成變流器出現了，不管組件里別的電池怎么樣，我可以把我自己的這個電池發電量榨干，并且如果我這個電池掛了，組件里別的電池不受影響。


效果

分布式變流設備(逆變器、優化器、變流器)對效果的增益毋庸置疑，只是大小因應用場景而異。越是地形光照氣候復雜的系統，組串之間、組件之間、電池之間的發電量變化比較大，分布式變流設備的價值就越高。需要考慮到的是，只要是電子設備就會有功率損耗。一般來說優化器的CEC效率是高于一般逆變器的，而一般逆變器又高于微型逆變器，微型逆變器又高于亞組件變流器。傳統認為3-4kW系統是拐點，低于這個大小的光伏系統比較適合于微型逆變器以下的分布式布局。隨著電力電子技術的提升，價格不斷降低，這個拐點應該是不斷提升的。值得注意的是，新型電子元件采用的差分功率處理模式(DPP)，只在發電功率的失配的情況產生作用，所以無論是效率、壽命還是元器件的大小，都有非常大的提升。

壽命

這個大概是最值得關心的事情。絕大多數人，包括兔子都有這樣的疑問——電子元件自己也有壽命啊，加在光伏系統甚至組件里面，靠譜不靠譜?固然分布式變流器解決了電池組件反向偏置等等讓太陽能電池大幅“折壽”的問題，但是本身的壽命不靠譜的話，豈不是兩相抵消甚至更慘?這是很要命的問題。

如果是假設變流器壽命無限長，僅僅從提升光伏組件壽命來看，按照低于80%發電量就報廢來算，微型逆變器和組件優化器基本可以提升光伏系統5年的壽命，而亞組件變流系統可以提升10年壽命。

如果是引入電力電子設備的壽命，光伏系統壽命上的收益就要少很多。根據一般標準半導體元器件標準，25年質保，根據Weibull概率模型，25年后會有5%的原件失效，50年后會有20%的原件失效。這樣的話微型逆變器和組件優化器基本上不會對光伏系統壽命提升有任何幫助，而亞組件變流器依然可以有大致5年的壽命提升。


壽命提升直接導致度電成本下降，如果有很好的商業模式的情況下，電力電子元件追加的成本可以輕易的被找回來。提高元件的可靠性，減少失效率，是分布式變流器逆變器成功的關鍵!

后記：所謂只有想不到，沒有做不到——以后會不會有針對相鄰副柵圈起來的電池一小塊的電子器件，專治掉柵隱裂!兔子此處占坑，給它起個名叫做“亞電池集成變流器(Sub-Cell Integrated Converter, subCIC)”!