如果太阳能电池板是太阳能系统的核心, 那么逆变器就是它的大脑. 一起, 他们确保您获得尽可能多的电力. 大多数人都熟悉太阳能电池板, 因为它们是太阳能发电系统中最明显的组成部分. 但, 太阳能逆变器是一个同样重要的考虑因素, 因为它将太阳能转化为您家庭可用的电力.
本文探讨了太阳能逆变器的性能, 太阳能逆变器的工作原理, 为什么需要太阳能逆变器, 太阳能逆变器的成本是多少.
太阳能逆变器如何运行
太阳能电池板产生直流电 (直流电) 电, 但你家用的是交流电 (空调) 电, 因此你有一个问题: 您的家需要帮助才能使用太阳能. 这就是太阳能逆变器发挥作用的时候.
逆变器到底是什么? 太阳能电池板逆变器的主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转换为家庭可用的交流电. 由于这个, 太阳能逆变器也可以称为太阳能转换器.
由于大多数电器都需要交流电源, 您的太阳能发电系统必须将直流电转化为可用电力，然后才能用于为这些产品供电. 逆变器是这种转换背后的大脑, 让您的太阳能发电系统为您的电子产品提供能量.
查看太阳能如何工作以获取有关此过程的更详细说明.
此外, 当太阳能家庭连接到电网时, 家庭能源逆变器充当家庭和电网之间的中介. 这被称为并网逆变器. 并网逆变器确保您的家庭获得不间断的电力, 无论您的太阳能电池板产生多少能量.
如果您的太阳能发电系统产生的电力超过您的家庭需求, 光伏逆变器可以将多余的电力反馈回电网. 尽管如此, 如果您的太阳能电池板产生了一些电力，但不足以为您的整个家庭供电, 逆变器将太阳能与电网电力结合起来.
夜间, 当太阳能电池板不发电时, 你家可能需要 100 其能量来自电网的百分比, 或者逆变器可以将电网电力与太阳能电池中保存的能量结合起来.
无论哪种情况, 并网逆变器负责确保您的家庭在任何这些情况下都有足够的电力, 当它们之间发生变化时，您不会注意到差异.
直流电与交流电
对“逆变器做什么的最合适的回应?
了解直流电源和交流电源之间的区别.
直流电 (直流电) 电涉及电荷的单向流动. 相比之下, 交流电 (空调) 当电流改变方向时就会产生电流 (或交替方向).
美国的电网使用 60 赫兹交流电, 这意味着功率翻转方向 60 每秒次.
当太阳光线照射到光伏发电时 (光伏发电) 面板, 它们导致太阳能电池的电子移动. 它的运动是单一方向的, 产生直流电. 太阳能电池板内的电路收集该电流并将其发送到太阳能光伏逆变器, 将直流电转换为交流电.
太阳能逆变器的优点
尽管您的太阳能光伏转换器可以让您从太阳光线中获得有用的电流, 它的能力远不止于此. 太阳能电池板逆变器可以帮助您最大限度地提高能源产量, 监控系统的输出, 与公用电网通信, 并检测可能损坏太阳能发电系统的缺陷.
优化能源产生
太阳能逆变器监控太阳能电池阵列的电压，以最大限度地提高太阳能电池板的工作功率, 让您创造尽可能多的能源和最清洁的电力.
并网家用太阳能逆变器还产生更纯净的正弦波 (衡量电流方向变化的平滑程度) 比低成本逆变器, 确保您的敏感设备平稳高效地运行.
监控系统性能
在一个晴朗的日子, 看到你的太阳能发电系统产生数千瓦的功率真是太棒了, 因此，大多数房主自然希望有一种方法来跟踪其投资的有效性.
一些太阳能电池板逆变器允许您通过移动应用程序或网站跟踪太阳能系统的性能. 大多数太阳能电池板逆变器都包含一种查看当前产生的电量的方法.
一些家用逆变器会自动评估太阳能发电系统的运行情况，并在发现任何组件出现问题或工作不正常时通知您. 还, 您可以利用家用逆变器的性能跟踪来监控系统组件的运行情况并确保其产生正确的电量.
使用公用电网进行传输
如果发生短暂断电, 太阳能逆变器可防止电池板的电力传输至外部电源线. 因此, 正在检查或修复电网的线路工人将免受伤害.
如果您有完整的太阳能电池组或者您的家没有使用所有太阳能发电, 逆变器还可以将多余的电力输入电网，帮助您赚取净能源积分.
缺陷检测
如果保养不当, 电线和太阳能设备的老化和损坏可能会导致危险的电气问题，例如接地故障或电弧. 如果发生此类情况, 太阳能逆变器将立即检测到问题并关闭, 保护系统的其余部分，并在发生更多损害之前提醒您需要维修.
几种太阳能逆变器型号的比较
您的太阳能公司将使用的太阳能逆变器取决于您屋顶的复杂性, 屋顶上阴影的数量和频率, 您使用太阳能的目的, 您居住区的公用事业法规, 与他们合作的制造商, 和其他变量.
组串式逆变器, 微型逆变器, 功率优化器, 和混合逆变器是太阳能逆变器的四种主要类型, 各有优点和缺点.
组串逆变器
组串式逆变器, 有时被称为“中央”逆变器, 适用于更简单的太阳能发电系统设计. 串是太阳能电池板的集合, 并且多个组串可以连接到单个中央逆变器. 从面板, 电能传输至中央逆变器, 它将直流电转换为交流电，然后再为您的家庭供电.
组串式逆变器最容易维护，因为它通常位于地下室, 车库, 或其他容易到达的区域. 这也是最便宜的选择, 因为只需一台逆变器即可容纳多个屋顶平面上的多个面板. 最后, 由于其更简单的设计和更基本的功能，串式逆变器通常更耐用.
组串式逆变器的缺点是，一个面板的性能不佳可能会影响串中其他面板的性能. 由于组串式逆变器无法优化每个单独面板的性能, 不适合阴影一致的屋顶. 此外, 串式逆变器在复杂的系统设计中表现不佳，因为面板不能简单地分组为串.
如果您选择低成本解决方案，并且您家的屋顶设计简单并且能定期接受阳光, 串式逆变器通常是最佳选择.
微型逆变器
与组串式逆变器相比, 微型逆变器分散, 每个太阳能电池板旁边都有一个微型逆变器. 而不是在转换之前将电力从所有面板传输到单个逆变器, 该技术在每个面板上将直流电转换为交流电.
对于具有复杂太阳能电池阵列设计或一致屋顶遮阳的家庭来说，微型逆变器是一个绝佳的选择. 他们优化了现场每个面板的性能，以限制阴影的影响, 您可以在每个面板上监控系统的输出.
由于每个附加面板都配有自己的逆变器, 微型逆变器还可能使您的系统在未来更容易扩展. 带组串逆变器, 逆变器的尺寸通常根据最初放置的面板数量而设计，并不是为了适应进一步的发电而设计的.
微型逆变器的缺点是比组串式逆变器更昂贵. 然而, 因为它们位于屋顶上, 如果需要维修，维护可能会更加困难.
微型逆变器非常适合在面板面向不同方向或阴影区域的复杂屋顶上最大化能量输出.
功率优化器
优化器是微型逆变器和组串逆变器之间的折衷方案. 类似于组串式逆变器, 太阳能电池板产生的电力被传输到中央逆变器. 与微型逆变器不同, 功率优化器位于各个太阳能电池板附近.
在向组串式逆变器传输电力之前, 电源优化器优化电力电压 (从而调节直流电). 通过优化每个面板的输出, 它们可以限制阴影对任何给定面板的影响.
如果您的家有复杂的屋顶 (想想有烟囱的屋顶, 山墙, 以及其他障碍物), 电源优化器还可以帮助优化您的系统以克服这些障碍.
功率优化器的主要缺点是它们比标准组串逆变器更昂贵, 但它们的成本通常低于微型逆变器. 与微型逆变器类似, 电源优化器会使维护变得复杂.
如果您的屋顶更复杂并且您想在不投资微型逆变器的情况下提高性能, 最好的解决方案是功率优化器.
混合逆变器
太阳能逆变器领域的最新成员是混合逆变器. 混合逆变器是光伏逆变器和电池逆变器的混合体, 它有直串配置和优化串配置两种形式.
混合逆变器的主要好处是它可以双向转换电力, 因此它可以将太阳能电池板的直流电转换为家用交流电, 它还可以将电网的交流电转换为直流电，为太阳能电池或电动汽车充电.
寻求能源备用解决方案的房主正在采用这项技术，因为它的安装方式与传统逆变器类似, 并且向系统添加电池不会带来显着的成本溢价.
一旦你拥有这块电池, 你可以从电网获取能量来充电, 让您可以在能源更便宜时储存能源，并在电费较高且太阳能不能满足您的所有需求时使用它.
由于电动汽车的数量 (电动车) 继续上升, 某些混合逆变器具有为电动汽车充电的额外能力. 由于电动汽车充电器可以直接连接到混合逆变器, 主面板没有必要改进.
再次, 主要缺点是成本, 混合逆变器与组串式逆变器类似, 因此它们不适合复杂的屋顶设计或遮阳.
对于那些正在考虑储能解决方案或计划添加太阳能充电电动汽车的人来说，混合逆变器是一个绝佳的选择.
太阳能逆变器生产力
在逆变器将直流电转换为交流电的过程中, 一些能量被浪费为热量. 等级更好的太阳能逆变器效率更高, 因此，它们可以转换更多的电力，而不会造成重大损失.
转换效率因型号而异, 但大多数逆变器的质量都在 97% 和 99% 高效的, 因此能量损失最小. 尽管如此, 遮阳和其他因素可能会影响能源系统的效率, 您的光伏逆变器在限制这些损失方面发挥着重要作用.
太阳能逆变器尺寸
通常, 逆变器制造商表明其产品可以接受的最大输入能量和最大输出功率. 例如, 最大输入能量为组串式逆变器 4,000 瓦数最多可容纳 4,000 太阳能电池板能量瓦数.
在实践中, 您很少会获得逆变器铭牌上显示的额定功率 (在标准测试条件下实现, 或标准技术委员会). 实际上, 您的日常活动可能会降低额定功率多达 20%.
降低成本, 经常选择最大输入功率低于太阳能电池板最大输出的太阳能逆变器. 这会导致最大发电量出现一些削波, 因为该系统并非旨在管理面板可产生的最大电量, 因为在平常的日子里很少能达到这种功率水平.
逆变器削波
建造太阳能发电系统时, 必须将光伏逆变器尺寸与太阳能电池阵列尺寸相匹配，以实现最佳功率转换. 您可能会惊讶地发现这通常不是完美的匹配, 仅仅因为您有 5kW 的太阳能电池板并不一定意味着您会将它们与 5kW 逆变器结合起来.
通常情况下, 选择可处理的电量少于太阳能电池板可产生的最大电量的逆变器更具成本效益. 当太阳能电池板产生的电力超过逆变器能够处理的电力时，就会发生削波, 导致多余能量损失.
如果你把发电想象成波浪, 随着太阳在天空中升得更高并提供更多直射阳光而升起, 那么逆变器削波只是指切断波峰.
尽管如此, “扔掉”这种多余的功率是有意义的，因为太阳能电池板阵列很少达到其最大输出. 最好设计系统来管理预期的电量, 即使这意味着在生产力异常高的日子里损失一点产能. 如果构建能够容纳最大发电量的系统, 平均天数中大部分容量将被闲置.
当地太阳能逆变器法规
合格的太阳能安装人员将了解管理太阳能使用的任何当地限制以及任何净计量要求和连接法规. 例如, 在许多州, 获得净计量资格, 您的太阳能系统必须符合指定的最大尺寸或最大发电量占平均使用量的比例.
系统的尺寸限制通常由逆变器的最大发电量决定, 不是您面板的最大能量输出, 因为这决定了您的装置可以反馈回电网的总能量.
太阳能逆变器的成本是多少?
由于每个系统的设计都是独特的，因此很难估计太阳能光伏逆变器的价格. 光伏逆变器的尺寸可以根据您家庭的能源需求和光伏系统的架构来放大或缩小.
此外, 安装人员经常批量采购并与供应商直接联系, 因此他们的价格可能与直接购买者的价格不同.
组串式逆变器价格通常范围为 $1,000 到 $2,000 或者更多, 取决于系统大小等标准, 太阳能协议的类型, 卖家, 以及任何当地特色.
请记住，每个太阳能电池板您将需要一个功率优化器和一个逆变器来连接它们.
微型逆变器比组串式逆变器更昂贵, 经常成本 $1,000 或超过同等尺寸的组串式逆变器. 请记住，组串式逆变器尺寸可以增加，同时可以降低增量成本, 因此，两倍大的组串逆变器不一定昂贵两倍. 相比之下, 每个面板上必须安装微型逆变器, 因此，面板数量加倍可能会导致逆变器成本加倍.
太阳能逆变器通常可以持续多长时间?
组串式逆变器的使用寿命通常为 10 到 15 年, 但可以生存到 20 如果安装在凉爽的地方，可以使用几年, 通风良好并精心维护.
微型逆变器和功率优化器对于市场来说是非常新的事物, 因此，有关其预测寿命的信息较少. 尽管如此, 大多数制造商确信他们的设备将比 20- 附带 25 年保修.
我家适合哪种逆变器?
如果您正在考虑为您的房屋投资太阳能发电系统并决定哪种逆变器选项最适合您，那么使用我们的免费太阳能节省计算器是一种简单的入门方法.
您将收到一份关于在家中安装太阳能电池板可节省多少钱的估算, 影响区域安装要求的因素, 例如通常建议的逆变器类型.
您还将与一位太阳能专业人士联系，他可以分析对您的家庭有意义的各种太阳能解决方案, 包括逆变器的可能性, 并帮助您选择最适合您家庭需求的一款.
