SolarMagic技術(shù)將為太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)帶來(lái)革新

目前，大多數(shù)太陽(yáng)能逆變器只能從太陽(yáng)能電池板的某個(gè)最佳位置對(duì)電池板的整體效率進(jìn)行優(yōu)化。這種優(yōu)化方法嚴(yán)重制約了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體SolarMagic技術(shù)將為太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)帶來(lái)革新。該技術(shù)能夠智能管理太陽(yáng)能光伏(PV)電池板電量，從而使太陽(yáng)能管理更智能，更高效。

傳統(tǒng)能源消耗導(dǎo)致的環(huán)境污染正在使全球氣候急劇變化。反過(guò)來(lái)，氣候的變化又間接導(dǎo)致人類對(duì)能源需求的大幅上升。為了解決能源短缺問(wèn)題，全球的目光都投向?qū)κ澜缃?jīng)濟(jì)越來(lái)越重要的再生能源上，希望能藉此解除能源危機(jī)。通過(guò)太陽(yáng)能光伏技術(shù)將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成電能是現(xiàn)在市面上最有效也是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醇夹g(shù)。德國(guó)、西班牙等國(guó)家均推出了鼓勵(lì)政策引導(dǎo)投資者積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。

目前，太陽(yáng)能發(fā)電量在全球能源總產(chǎn)量中的比例還不足1%。太陽(yáng)能光伏技術(shù)的進(jìn)步不僅可以大幅提升太陽(yáng)能發(fā)電效率，而且還能顯著降低發(fā)電成本，為今后太陽(yáng)能的發(fā)展開(kāi)辟了光明大道。隨著新型太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和技術(shù)不斷上市，2009年將會(huì)是太陽(yáng)能發(fā)展史上重要的一年。其中，比較引人矚目的新技術(shù)是微型電源優(yōu)化器(micro-optmizer)。例如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體新推出的SolarMagic產(chǎn)品能夠使太陽(yáng)能電源管理更加智能化。

現(xiàn)在，普通太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)都是由許多緊密相連的太陽(yáng)能電池板組成。這些電池板先分組串聯(lián)，再將不同的串聯(lián)電池組并聯(lián)起來(lái)形成電池陣列。由太陽(yáng)能電池板陣列產(chǎn)生的直流電會(huì)流到位于電池板側(cè)旁的逆變器。逆變器有兩個(gè)基本功能：一方面是為完成DC/AC轉(zhuǎn)換的電流連接到電網(wǎng)，另一方面是找出最佳的操作點(diǎn)以優(yōu)化太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的效率。對(duì)于特定的太陽(yáng)光輻射、溫度及電池類型，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)都相應(yīng)有唯一的最佳電壓及電流，從而使光伏系統(tǒng)產(chǎn)生最大的能量。如果光伏系統(tǒng)在非最佳電壓及電流水平下運(yùn)行，系統(tǒng)的效率就非常低，白白浪費(fèi)采集太陽(yáng)能的良機(jī)。

如上所述，在光伏系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池板是由多個(gè)串聯(lián)組并聯(lián)后形成的。就像節(jié)日燈飾一樣，假如串聯(lián)中的任何某個(gè)電池發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組失效。此外，當(dāng)有局部陰影或碎礫等遮蔽光伏系統(tǒng)時(shí)，這種情況也會(huì)發(fā)生。

為了解決上述問(wèn)題，目前太陽(yáng)能電池板都集成了旁路二極管，從而使電流可以繞過(guò)被遮蔽的失效電池板部份。啟動(dòng)二極管后，它們可將電流重新路由，即改道繞過(guò)失效電池串上。這樣一來(lái)，不僅浪費(fèi)了受遮蔽電池板的供電潛能，而且會(huì)降低整個(gè)電池組的總電壓?；谶x取電池板最佳操作點(diǎn)的原則，逆變器必須決定是應(yīng)該優(yōu)化受影響電池串的電壓，還是應(yīng)該優(yōu)化其他沒(méi)受影響電池組所產(chǎn)生的能量。在大多數(shù)的情況下，逆變器都會(huì)選擇優(yōu)化沒(méi)有影響的電池組，并相應(yīng)地降低受影響電池組所產(chǎn)生的能量，甚至是完全關(guān)閉受影響電池組。

所導(dǎo)致的結(jié)果是，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)只要出現(xiàn)10%的遮蔽，便會(huì)使太陽(yáng)能發(fā)電量下降一半。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要是現(xiàn)行的光伏系統(tǒng)并不能與極度敏感的太陽(yáng)能電池架構(gòu)相匹配。毫無(wú)疑問(wèn)，30年后太陽(yáng)能將成為主要能源之一。因此，我們需要采用更高智能的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能。

在過(guò)去的幾年里，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的研究人員一直在積極研究太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率問(wèn)題。一個(gè)解決方案就是所謂的“微型逆變器”，即在每塊電池板上都加裝逆變器?？墒?，影響光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵因素是可靠性、成本和效率。微型逆變器并不能全面地平衡這幾個(gè)關(guān)鍵因素。實(shí)際上，逆變器在現(xiàn)行的光伏系統(tǒng)中是可靠性最低的組件，它們一般只能使用5到10年，而電池板則可保證使用25年。過(guò)去，太陽(yáng)能電池板被定為無(wú)源電子組件，主要原因是太陽(yáng)能電池板沒(méi)有包含任何具備智能及可靠的有源電子組件。但這種情況現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生變化。

此外，當(dāng)考慮到成本和效率因素時(shí)，更沒(méi)必要為每塊電池板都加裝電網(wǎng)接口。實(shí)際上，現(xiàn)行光伏系統(tǒng)迫切需要優(yōu)化功能。而這個(gè)功能可通過(guò)若干個(gè)可靠及精密的集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。憑借50年的集成電路開(kāi)發(fā)和銷售經(jīng)驗(yàn)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體將微型優(yōu)化器的專業(yè)知識(shí)帶到太陽(yáng)能領(lǐng)域。

先進(jìn)的微型優(yōu)化器技術(shù)可大幅改善太陽(yáng)能發(fā)電工業(yè)的成本效益和產(chǎn)能。由于具備在太陽(yáng)能發(fā)電的深厚知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及可靠的核心技術(shù)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的SolarMagic技術(shù)可監(jiān)察并優(yōu)化每塊電池板的發(fā)電量，并改善電池板中的電流流向。SolarMagic體現(xiàn)了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體在混合信號(hào)和電源管理的先進(jìn)算法領(lǐng)域的領(lǐng)先。通過(guò)采用SolarMagic技術(shù)，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可挽回50%以上因輸電失配或陰影遮蔽而損失的發(fā)電量。微型優(yōu)化器將智能地管理每塊電池板，讓它們可以最佳的功率點(diǎn)去運(yùn)行，即使串聯(lián)電池組內(nèi)有個(gè)別電池板發(fā)生故障也不會(huì)影響系統(tǒng)的整體效率。

SolarMagic技術(shù)將不僅會(huì)對(duì)市面上的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)以及正在研發(fā)中的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而且還將影響到整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng)。解決太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)局部遮蔽的問(wèn)題將促使更多人在屋頂上安裝太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備。如此一來(lái)，不僅更多地房屋能夠安裝太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，而且化解了不少安裝方面的難題。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體定于2009年推出的全新微型優(yōu)化器將推動(dòng)太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展，在再生能源方面扮演舉足輕重的角色。

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