回顧2014年光伏并網逆變器，可以用兩個字來形容“慘烈”來形容。集中式逆變器的價格2012年的0.8元/W，到2013年是0.4元/W，2014年初的0.32元/W，降到年末的0.24元/W，受到帳期和價格影響，一批企業逐漸退出市場。這幾年但新進來的逆變器公司則很少。筆者認為，2015年價格戰還將繼續，將會有更多公司退出，能夠堅持到最后的公司在10家左右。


讓我們回顧一下逆變器技術的發展歷史，光伏逆變器是新興的設備，電力電子發展比較成熟的設備有變頻器，UPS，機車牽引變流器。早期的光伏逆變器是屬于貴族，所采用的技術是參考從機車牽引變流器而來的，所用的器件都是世界一流公司最好的器件，如采用infineon牽引級別的功率開關管FF1200R12IP4，Rogers的疊層母排，Aavid的散熱器，Concept的驅動器，Schaffner的濾波器，隨著逆變器價格一路走低，這個尖端品牌的器件逐漸從國內逆變器市場退出，逆變器的技術也向UPS靠攏。國產的元器件占領了市場。

近年來逆變器行業幾次大的降成本措施：

1、功率器件IGBT降價：2012年前500KW的逆變器大部分是英飛凌公司的FF1200R12IP4，近年來英飛凌公司推出了工業級的FF600R12ME4，成本一下降了50%，加上富士，三菱也推出了替代英飛凌的器件，價格也比它便宜。經過兩年多時間的運行，工業級的IGBT表現還算可以。

光伏逆變器IGBT品牌調查*

(1) 英飛凌 infineon

(2) 富士 Fuji

(3) 三菱 Mitsubishi

(4) 西門康 semikron

(5) 東芝TOSHIBA

(6) 仙童Fairchild

* （沒有做詳細市場調查，排名不分先后，僅供參考，以下同形）

2、電抗器降價：線材由銅改為鋁，鐵芯由進品的硅鋼片改為國產硅鋼片，由取向的硅鋼片改為無取向硅鋼片，電抗器的成本約下降60%，造成的后果是電抗器損耗增大，銅的電阻比鋁少，但鋁可以通過增加面積來減少電阻，因此線損增加不大。取向硅鋼具有強烈的方向性；在易磁化的軋制方向上具有優越的高磁導率與低損耗特性。因此采用無取向的硅鋼片后，會導致電抗器鐵損增大。

3、結構件降低：大部分廠家都推出了結構緊湊型的逆變器，500KW逆變器，2012年前寬度一般在2.8米，到2013年寬度一般在2米，2014年后新推出的一般在1.5米左右，體積變小，對逆變器廠家的結構設計人員技術要求是一個挑戰，要綜合考慮安裝，維護和散熱的問題。逆變器集成直流配電柜，可以節省直流配電柜的結構件，配電柜到逆變器之間的電纜。

取消直流疊層母排，大部分廠家采用兩個銅排中間夾一層絕緣片，這樣逆變器的性能會降低，原因有2個：母排的雜散電感會越來越大，系統的EMC干擾也越來越高，IGBT會經常受到損傷；母排的局部放電會越來越大，母排和絕緣片之間沒有粘結在一起，肯定會存在氣隙，而且氣隙會越來越大，最后造成絕緣性降低。

采用低端的機械壓合的散熱器， 從散熱技術上來看，采用機械壓合工藝的散熱器，基板和鰭片之間連接面積小，所以熱阻大，而且隨著時間的推移，基板和鰭片連接部位會發生形變，熱阻會越來越大，而采用銅焊接工藝的散熱器，由于銅的散熱效果比鋁好，所以基板和鰭片之間的熱阻就非常少，接近本體，壽命也可達20年之久。

4、節省一些非重要器件：如去掉直流和交流濾波器，絕緣阻抗檢測儀；減少直流母線電容的數量；直流和交流開關由斷路器改為負荷開關加熔斷器；電流傳感器、防雷器、風機、熔斷器等器件由進口高端品牌改為優秀國產品牌。

5、大量采用國產器件：斷路器國外高端品牌有ABB，施耐德，西門子，國外中端品牌有LS，國內這幾年也出現了很多流斷路器，如諾雅克，北京人民，上海良信，新馳電氣，奔一電氣，常熟開關，這些開關廠看到了商機，也推出了光伏逆變器，匯流箱專用的斷路器，目前逐漸替代了國外高端品牌。但國產器件產品性能到底怎么樣，還得靠時間去檢驗。

6、逆變器輸出電壓等級由270V提高315V,交流輸出最大電流由1176A降到1008A，電流的減少可以使逆變器電抗器變小，接觸器，IGBT，斷路器也可以選擇小一型號的產品，有利于降低成本，同時整機效率也會提高。不利之處是MPPT電壓范圍縮小，在某些地區會影響系統發電量。

可以看到，這幾年國內逆變器在降成本方案上還是下了很多功夫，還得益于元器件廠家價格降下來，以及國產品牌的崛起。不過國內逆變器廠家對新技術和新器件的應用還是太少，日本的TMEIC就已以推出以碳化硅為功率器件的逆變器，并且開始大批量應用，碳化硅內阻很少，可以把效率做很高，開關頻率可以達到10K，也可以節省LC濾波器和母線電容。

光伏逆變器散熱風扇品牌調查

• 1、EBM-papst(依必安特）

• 2、臺灣建準 SUNON

• 3、AVC

• 4、NMB 美蓓亞

• 5、SANYO 日本山洋

• 6、NIDEC 日電產

• 7、國產：三巨，賽極

光伏逆變器電流傳感器品牌調查

• 1、萊姆 LEM

• 2、瓦克華VAC

• 3、田村 TAMURA，霍尼韋爾Honeywell，ALLEGRO

• 4、國產：寧波錦澄，南京中旭，世特美，安科瑞，

光伏系統防雷器品牌調查

• 1、德國盾 DEHN

• 2、菲尼克斯 PHOENIX

• 3、庫柏Bussmann

• 4、法國西岱爾CITEL

• 5、國產：中光，深圳盾，深圳海鵬信，深圳新維

光伏逆變器電容品牌調查

• 1、EPCOS （愛普科斯）

• 2、Kemet (基美）

• 3、 Electronic concept（日本EC)

• 4、Nichicon （日本尼吉康、藍寶石）

• 5、WIMA （德國威馬、紅寶石）

• 6、國產：夏門法拉，創格，EACO

2015年展望與發展

光伏逆變器使用環境和UPS，變頻器不一樣，光伏組件的壽命是25年，所以要求逆變器的壽命也要到25年，但目前由于價格戰，逆變器已經慢慢遠離機車牽引變流器方向，筆者認為這個是不正常的。隨著國內越來越多有志之士加入光伏行業，以及國內對行業質量的控制力度，光伏電站的補貼將不會向不合格的電站發放。逆變器行業經過一輪低價洗禮，將會回到正常的軌道，產品的穩定性，整體發電量是首要考慮的因素，招標時不再是價格最低者中標。

光伏逆變器高度依賴于電力電子和微電子技術的發展，特別是半導體開關器件，以及微處理器。下面是TI公司C系列MCU的發展情況：



可以看到，逆變器的微處理器是向著速度更高，功能更強的方向發展，每一代產品更新時間約為5-6年，逆變器使用時間約為8-10年，從芯片上市到逆變器大規模采用的時間約為2-3年，芯片的生產批量生產時間約為10-15年，對于集中式逆變器而言，更換主芯片，就意味著要更換控制板，對于組串式逆變器，更換主芯片，就意味著要更換整機。

提高系統電壓，在相同的功率情況下，電流將會減少，因此國內有些廠家在研發直流1500V的逆變器，這個技術在機車行內已經成熟，對逆變器來說沒有很大的難度，關鍵是組件，直流電纜和接頭等器件相應的技術要跟上來，1500V的直流輸入，組件的最高工作電壓就可以串聯到1200V，可以由40塊組件串聯，和現在的20-24塊組件串聯相比，可以大幅減少直流電纜的數量，還可以提高系統的效率。但凡事有利必有弊，電壓上去了，對組件的一致性要求更高的，因為串聯電路的電流是由電路最小的一塊組件決定的。對系統的安全性能也要求更高了，直流電和交流電不同，沒有過零點，一旦出現漏電，將會造成大的事故。所以在國外發達地區如美國和日本，光伏系統是600V為主。

作者簡介：劉繼茂，深圳晶福源市場部業務員，哈爾濱工業大學電力電子研究生。1994年開始從事設備維修和設計工作，2008年開始從事逆變器研發和光伏系統設計工作。長期跟蹤國內外100多個光伏電站運行情況，設計過1000多個并網和離網系統，對設備的選型，可靠性設計，運行維護有獨到的理解。