专注工匠精神：SMA组串型光伏逆变器发展历史

组串式逆变器的优势

近年以来，太阳能光伏电站的逆变器解决方案逐渐发展为集中式和组串式两大流派。根据不同的项目条件（如地理因素、建设周期、维护成本等），合理的选择集中式或组串式解决方案才能为业主带来最大化的利益。针对分布式屋顶、山地丘陵等类型的项目，相比集中式电站，组串式电站具有占地面积小，无需机房，运行可靠，维护方便简单等优势。中大功率工商业用组串式逆变器正越来越多地被应用在大型公共事业级电站的设计建设中。
SMA简介

在组串式逆变器的问世和不断创新过程中，德国艾思玛新能源技术有限公司(以下SMA)作为光伏逆变器行业历史最悠久，产品信誉最良好的代表企业起到了至关重要的作用。SMA成立于1981年，SMA是英文”System(系统设备) Mess(网络)Anlagentechnik(机械设备结构)”的首字母缩写,代表了SMA专注于系统设备开发和应用的工匠精神。




图表1 SMA公司Logo进化史

SMA第一台逆变器：SunnyBoy

SMA于1991年开发了第一台光伏逆变器产品，内置高频变压器, 能与计算机通信, 效率达90.5%。这也是第一台真正意义上的组串式光伏逆变器。1995年，SMA开创性地推出了至今仍畅销全球的Sunny Boy系列组串式逆变器（Sunny Boy 700, ）。作为第一代大规模应用的组串式光伏逆变器产品, Sunny Boy一代机额定功率为700瓦，内置50赫兹变压器，可实现93.5%工作效率。


图表2 SMA Sunny Boy 组串逆变器

Sunny Boy & Sunny Tripower 发展之路

自第一代产品推出以后，SMA持续对Sunny Boy组串式逆变器的效率提升和内部电路结构改造投入大量研发资源，为光伏系统提供更优秀的组串式解决方案：1999年，第二代Sunny Boy（Sunny Boy 1300TL/1600TL/2100TL）去除了内置变压器结构减少了内在能耗，从而进一步提高了逆变器产品的效率到95.6%,同时减少了产品的故障率；2001年，使用新型IGBT设计和控制算法实现工作效率达到96.1%。

此后，2003，2005以及2012年推出的最新Sunny Tripower组串式逆变器逐渐将工作效率提高到了98%以上，一直保持世界最高转化效率。除了效率的提高，在组串式逆变器技术的更新换代过程中，SMA不断更新逆变器制造工艺，引领了逆变器技术发展的潮流。2005年推出的Sunny Boy 3300采用了创新开发的OptiCool降温技术，并首次使用压延铝铸机壳；2010年推出的Sunny Tripower 17000TL 采用开拓性的Optiprotect技术实现多级别安全理念，Optiflex技术让电站配置更加灵活。自问世以来,SMA组串式逆变器Sunny Boy, Sunny Tripower系列全球装机量超过30GW。大量的实例应用和长期低故障率的稳定运行验证了SMA 产品的优越品质。



图表3 SMA组串式逆变器进化史

Sunny Tripower 60 光伏系统解决方案及功能

随着组串式逐渐成为部分大型电站的解决方案选择，SMA组串式逆变器的单机功率不断加大。SMA新款逆变器 Sunny Tripower 60 单机功率60kW，是一款专为大型商用屋顶及地面电站所设计的光伏系统解决方案。透过分布式太阳能板的灵活规划，结合集中式管理逆变器的优点，设计者可以利用两种电站设计方法整合出最高效能及最大的设计灵活性。此解决方案含有以下四个重要组成:
1. STP60-10 ：效率高达98.8%
2. DC Combiner：直流汇流箱
3. 光伏电站中央控制器Inverter Manager：最多可连接42台STP60-10 (2.5MW)
4. 免费电站控制软件LCS Tool

在功能方面, STP60-10具有4项突出功能以满足安全高效的太阳能电力供应:
1. 当电网电压或频率异常,通过降低逆变器输出功率确保逆变本身不受电网电压及频率大幅变动影响而达到最佳系统发电量;
2. 并网点电网故障侦测;
3. 低电压穿越保护设置;
4. 动态功率因数控制及无功功率调节.


图表4 SMA STP 60 新型组串式逆变器

SMA兆伏爱索 50000/60000 技术特点

此外SMA也在不断推陈出新，来满足安规和客户不断增长变化的需求，新款逆变器SMA兆伏爱索 50000/60000是一款单机功率50KW/60KW一体机，专为大型商用屋顶及地面电站所设计。SMA兆伏爱索50000/60000技术特点包括：
1. 可同时支持低压，中压电站的设计要求；
2. 单机效率高，体积小，便于组装和维护；
3. 支持多路MPPT灵活配置；
4. 配备MPPT专利技术，可适应阴影和阴雨天气，发电效益显著提升；
5. 国内首创内部集成式抗PID技术，保障运行安全可靠；
6. 智能组串监测，方便维护；
7. 专有的热循环设计，保障高温环境下最大效能并网，提高发电效能；
8. 采用云技术，透明协议，可实现智能监控的同时，方便在线维护和远程更新；
9. 严苛的设计验证，品质保障>20年；


图表5 SMA兆伏爱索50000/60000组串式逆变器

总结
时至今日，SMA作为组串式逆变器的开拓者和技术领先企业已为组串式光伏电站准备了一整套从单机功率1.5kW的Sunny Boy到60kW的STP 60再到SMA兆伏爱索50000/60000的完备解决方案，并在大量长期的项目应用中验证了SMA产品的高品质，积累了丰富的实例经验，为保障客户收益最大化不懈努力。

图表6 SMA全系列组串式逆变器解决方案