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目前，大多數(shù)太陽能逆變器只能從太陽能電池板的某個(gè)最佳位置對電池板的整體效率進(jìn)行優(yōu)化。這種優(yōu)化方法嚴(yán)重制約了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率。美國國家半導(dǎo)體SolarMagic技術(shù)將為太陽能光伏系統(tǒng)帶來革新。該技術(shù)能夠智能管理太陽能光伏（PV）電池板電量，從而使太陽能管理更智能，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。反過來，氣候的變化又間接導(dǎo)致人類對能源需求的大幅上升。為了解決能源短缺問題，全球的目光都投向?qū)κ澜缃?jīng)濟(jì)越來越重要的再生能源上，希望能藉此解除能源危機(jī)。通過太陽能光伏技術(shù)將太陽輻射轉(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、西班牙等國家均推出了鼓勵(lì)政策引導(dǎo)投資者積極開發(fā)太陽能發(fā)電技術(shù)。 目前，太陽能發(fā)電量在全球能源總產(chǎn)量中的比例還不足1%。太陽能光伏技術(shù)的進(jìn)步不僅可以大幅提升太陽能發(fā)電效率，而且還能顯著降低發(fā)電成本，為今后太陽能的發(fā)展開辟了光明大道。隨著新型太陽能發(fā)電設(shè)備和技術(shù)不斷上市，2009年將會是太陽能發(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)。例如美國國家半導(dǎo)體新推出的SolarMagic產(chǎn)品能夠使太陽能電源管理更加智能化。 現(xiàn)在，普通太陽能光伏系統(tǒng)都是由許多緊密相連的太陽能電池板組成。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)起來形成電池陣列。由太陽能電池板陣列產(chǎn)生的直流電會流到位于電池板側(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)化太陽能光伏系統(tǒng)的效率。對于特定的太陽光輻射、溫度及電池類型，太陽能光伏系統(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)采集太陽能的良機(jī)。 如上所述，在光伏系統(tǒng)中，太陽能電池板是由多個(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)，這種情況也會發(fā)生。 為了解決上述問題，目前太陽能電池板都集成了旁路二極管，從而使電流可以繞過被遮蔽的失效電池板部份。啟動二極管后，它們可將電流重新路由，即改道繞過失效電池串上。這樣一來，不僅浪費(fèi)了受遮蔽電池板的供電潛能，而且會降低整個(gè)電池組的總電壓。基于選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，逆變器都會選擇優(yōu)化沒有影響的電池組，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，太陽能光伏系統(tǒng)只要出現(xiàn)10%的遮蔽，便會使太陽能發(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能電池架構(gòu)相匹配。毫無疑問，30年后太陽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)品來開發(fā)太陽能。 在過去的幾年里，美國國家半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室的研究人員一直在積極研究太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率問題。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。可是，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。過去，太陽能電池板被定為無源電子組件，主要原因是太陽能電池板沒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)功能可通過若干個(gè)可靠及精密的集成電路來實(shí)現(xiàn)。憑借50年的集成電路開發(fā)和銷售經(jīng)驗(yàn)，美國國家半導(dǎo)體將微型優(yōu)化器的專業(yè)知識帶到太陽能領(lǐng)域。 先進(jìn)的微型優(yōu)化器技術(shù)可大幅改善太陽能發(fā)電工業(yè)的成本效益和產(chǎn)能。由于具備在太陽能發(fā)電的深厚知識、經(jīng)驗(yàn)以及可靠的核心技術(shù)，美國國家半導(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)了美國國家半導(dǎo)體在混合信號和電源管理的先進(jìn)算法領(lǐng)域的領(lǐng)先。通過采用SolarMagic技術(shù)，太陽能發(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)生故障也不會影響系統(tǒng)的整體效率。 SolarMagic技術(shù)將不僅會對市面上的太陽能發(fā)電系統(tǒng)以及正在研發(fā)中的太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而且還將影響到整個(gè)太陽能發(fā)電市場。解決太陽能發(fā)電系統(tǒng)局部遮蔽的問題將促使更多人在屋頂上安裝太陽能發(fā)電設(shè)備。如此一來，不僅更多地房屋能夠安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，而且化解了不少安裝方面的難題。美國國家半導(dǎo)體定于2009年推出的全新微型優(yōu)化器將推動太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展，在再生能源方面扮演舉足輕重的角色。 |
