光伏逆变器2014年回顾及2015年展望（附品牌调查）

 　　回顾2014年光伏并网逆变器，可以用两个字来形容“惨烈”来形容。集中式逆变器的价格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，受到帐期和价格影响，一批企业逐渐退出市场。这几年但新进来的逆变器公司则很少。笔者认为，2015年价格战还将继续，将会有更多公司退出，能够坚持到最后的公司在10家左右。

让我们回顾一下逆变器技术的发展历史，光伏逆变器是新兴的设备，电力电子发展比较成熟的设备有变频器，UPS，机车牵引变流器。早期的光伏逆变器是属于贵族，所采用的技术是参考从机车牵引变流器而来的，所用的器件都是世界一流公司最好的器件，如采用infineon牵引级别的功率开关管FF1200R12IP4，Rogers的叠层母排，Aavid的散热器，Concept的驱动器，Schaffner的滤波器，随着逆变器价格一路走低，这个尖端品牌的器件逐渐从国内逆变器市场退出，逆变器的技术也向UPS靠拢。国产的元器件占领了市场。

近年来逆变器行业几次大的降成本措施：

1、功率器件IGBT降价：2012年前500KW的逆变器大部分是英飞凌公司的FF1200R12IP4，近年来英飞凌公司推出了工业级的FF600R12ME4，成本一下降了50%，加上富士，三菱也推出了替代英飞凌的器件，价格也比它便宜。经过两年多时间的运行，工业级的IGBT表现还算可以。

光伏逆变器IGBT品牌调查*

(1) 英飞凌 infineon

(2) 富士 Fuji

(3) 三菱 Mitsubishi

(4) 西门康 semikron

(5) 东芝TOSHIBA

(6) 仙童Fairchild

* （没有做详细市场调查，排名不分先后，仅供参考，以下同形）

2、电抗器降价：线材由铜改为铝，铁芯由进品的硅钢片改为国产硅钢片，由取向的硅钢片改为无取向硅钢片，电抗器的成本约下降60%，造成的后果是电抗器损耗增大，铜的电阻比铝少，但铝可以通过增加面积来减少电阻，因此线损增加不大。取向硅钢具有强烈的方向性；在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。因此采用无取向的硅钢片后，会导致电抗器铁损增大。

3、结构件降低：大部分厂家都推出了结构紧凑型的逆变器，500KW逆变器，2012年前宽度一般在2.8米，到2013年宽度一般在2米，2014年后新推出的一般在1.5米左右，体积变小，对逆变器厂家的结构设计人员技术要求是一个挑战，要综合考虑安装，维护和散热的问题。逆变器集成直流配电柜，可以节省直流配电柜的结构件，配电柜到逆变器之间的电缆。

取消直流叠层母排，大部分厂家采用两个铜排中间夹一层绝缘片，这样逆变器的性能会降低，原因有2个：母排的杂散电感会越来越大，系统的EMC干扰也越来越高，IGBT会经常受到损伤；母排的局部放电会越来越大，母排和绝缘片之间没有粘结在一起，肯定会存在气隙，而且气隙会越来越大，最后造成绝缘性降低。

采用低端的机械压合的散热器， 从散热技术上来看，采用机械压合工艺的散热器，基板和鳍片之间连接面积小，所以热阻大，而且随着时间的推移，基板和鳍片连接部位会发生形变，热阻会越来越大，而采用铜焊接工艺的散热器，由于铜的散热效果比铝好，所以基板和鳍片之间的热阻就非常少，接近本体，寿命也可达20年之久。

4、节省一些非重要器件：如去掉直流和交流滤波器，绝缘阻抗检测仪；减少直流母线电容的数量；直流和交流开关由断路器改为负荷开关加熔断器；电流传感器、防雷器、风机、熔断器等器件由进口高端品牌改为优秀国产品牌。

5、大量采用国产器件：断路器国外高端品牌有ABB，施耐德，西门子，国外中端品牌有LS，国内这几年也出现了很多流断路器，如诺雅克，北京人民，上海良信，新驰电气，奔一电气，常熟开关，这些开关厂看到了商机，也推出了光伏逆变器，汇流箱专用的断路器，目前逐渐替代了国外高端品牌。但国产器件产品性能到底怎么样，还得靠时间去检验。

6、逆变器输出电压等级由270V提高315V,交流输出最大电流由1176A降到1008A，电流的减少可以使逆变器电抗器变小，接触器，IGBT，断路器也可以选择小一型号的产品，有利于降低成本，同时整机效率也会提高。不利之处是MPPT电压范围缩小，在某些地区会影响系统发电量。

可以看到，这几年国内逆变器在降成本方案上还是下了很多功夫，还得益于元器件厂家价格降下来，以及国产品牌的崛起。不过国内逆变器厂家对新技术和新器件的应用还是太少，日本的TMEIC就已以推出以碳化硅为功率器件的逆变器，并且开始大批量应用，碳化硅内阻很少，可以把效率做很高，开关频率可以达到10K，也可以节省LC滤波器和母线电容。

　　光伏逆变器散热风扇品牌调查

·1、EBM-papst(依必安特）

·2、台湾建准 SUNON

·3、AVC

·4、NMB 美蓓亚

·5、SANYO 日本山洋

·6、NIDEC 日电产

·7、国产：三巨，赛极

光伏逆变器电流传感器品牌调查

·1、莱姆 LEM

·2、瓦克华VAC

·3、田村 TAMURA，霍尼韦尔Honeywell，ALLEGRO

·4、国产：宁波锦澄，南京中旭，世特美，安科瑞

光伏系统防雷器品牌调查

·1、德国盾 DEHN

·2、菲尼克斯 PHOENIX

·3、库柏Bussmann

·4、法国西岱尔CITEL

·5、国产：中光，深圳盾，深圳海鹏信，深圳新维

光伏逆变器电容品牌调查

·1、EPCOS （爱普科斯）

·2、Kemet (基美）

·3、 Electronic concept（日本EC)

·4、Nichicon （日本尼吉康、蓝宝石）

·5、WIMA （德国威马、红宝石）

·6、国产：夏门法拉，创格，EACO

　　2015年展望与发展

光伏逆变器使用环境和UPS，变频器不一样，光伏组件的寿命是25年，所以要求逆变器的寿命也要到25年，但目前由于价格战，逆变器已经慢慢远离机车牵引变流器方向，笔者认为这个是不正常的。随着国内越来越多有志之士加入光伏行业，以及国内对行业质量的控制力度，光伏电站的补贴将不会向不合格的电站发放。逆变器行业经过一轮低价洗礼，将会回到正常的轨道，产品的稳定性，整体发电量是首要考虑的因素，招标时不再是价格最低者中标。

光伏逆变器高度依赖于电力电子和微电子技术的发展，特别是半导体开关器件，以及微处理器。从TI公司C系列MCU的发展情况可以看到，逆变器的微处理器是向着速度更高，功能更强的方向发展，每一代产品更新时间约为5-6年，逆变器使用时间约为8-10年，从芯片上市到逆变器大规模采用的时间约为2-3年，芯片的生产批量生产时间约为10-15年，对于集中式逆变器而言，更换主芯片，就意味着要更换控制板，对于组串式逆变器，更换主芯片，就意味着要更换整机。

提高系统电压，在相同的功率情况下，电流将会减少，因此国内有些厂家在研发直流1500V的逆变器，这个技术在机车行内已经成熟，对逆变器来说没有很大的难度，关键是组件，直流电缆和接头等器件相应的技术要跟上来，1500V的直流输入，组件的最高工作电压就可以串联到1200V，可以由40块组件串联，和现在的20-24块组件串联相比，可以大幅减少直流电缆的数量，还可以提高系统的效率。但凡事有利必有弊，电压上去了，对组件的一致性要求更高的，因为串联电路的电流是由电路最小的一块组件决定的。对系统的安全性能也要求更高了，直流电和交流电不同，没有过零点，一旦出现漏电，将会造成大的事故。所以在国外发达地区如美国和日本，光伏系统是600V为主。

作者简介：刘继茂，深圳晶福源市场部业务员，哈尔滨工业大学电力电子研究生。1994年开始从事设备维修和设计工作，2008年开始从事逆变器研发和光伏系统设计工作。长期跟踪国内外100多个光伏电站运行情况，设计过1000多个并网和离网系统，对设备的选型，可靠性设计，运行维护有独到的理解。