电源优化器助太阳能电池提升效率

随着可再生能源的发展，太阳能发电的应用也越来越广。不过，目前现有的太阳能光伏系统架构都极易受到实际操作环境的影响。例如，住宅旁边假如种了一棵大树，树荫、落叶、各类碎片以及不时掉下的鸟粪都会遮挡住电池板，并且逐步减少太阳能系统的总发电量。关于太阳能发电系统而言，只要几块电池板有阴影或树叶遮蔽，整个系统的发电量便会大幅地下跌。具体来说，只要有10%的电池板面积被遮盖，系统的总发电量便会下跌50%.此外，尽管新安装的太阳能系统不会有电池板失配的问题，但随着时间的流逝，电池板会不断老化，太阳能系统内部必然出现失衡。

美国国家半导体公司推出的SolarMagic电源优化器充分利用了公司的模拟电源管理芯片技术，即使太阳能发电系统受制于阴影、碎片及电池板老化等实际操作环境，这款电源优化器仍可降低发电量的下跌幅度。在采用电源优化器技术和分布式MppT的太阳能电池阵列中，每个电池板连接了一个电源优化器装置。电源优化器进行双重跟踪：一方面，它们跟踪最佳的局部Mpp;另一方面，它们将输入电压/电流转换为不同的输出电压/电流，以最大限度提高系统中的能源传输。电源优化器以间接的方式互相通信，它们具有认知和自我组织能力，能检测自己的电流、电压环境并自我调整，直到整行达到最佳值，同时在电池板级别达到局部优化点。与此同时，电源优化器架构与现有的多级逆变器完美兼容，将使它们更高效地运行，因为总线电压可以保持更高更恒定。电源优化器不只限于提升DC/DC转换器性能，它们既能处理能源多余的情况，也能处理能源减少的情况，这意味着可以像处理各种阴影那样处理由于反射的多余光线导致的电池板不匹配；同样，这意味着电源优化器有能力应对功率变化，方法是给某行添加电池板（使该行出现更多的电量）或从某行减少一块或两块电池板（从而减少电量）。现场测试显示SolarMagic芯片可挽回超过57%损失的发电量。利用SolarMagic技术，用户可以在太阳能系统安装多年后轻松地进行系统升级，显著提高系统发电量。

2009年三月，美国国家半导体公司帮助加利福尼亚州奥克兰市一幢公寓的太阳能电池系统进行性能优化，为这套共有204块电池板的太阳能系统约1/3的电池板添加了SolarMagic电源优化器，以提升其性能。工程完成后，该套系统的总发电量提高了22.6%.

SolarMagic技术除了可以减少太阳能系统发电量的下跌幅度之外，还具有高度的灵活性，令太阳能系统零售商在构思新的系统设计时有更大的发挥空间。一直以来，系统设计工程师为了确保电池板的配置和系统发电量不受阴影遮蔽的影响，不得不缩小电池板，忽略外形设计的美观，而且整个设计过程极为耗费时间及金钱。假如采用SolarMagic技术，系统工程师不仅可以提高系统的发电效率，而且可以更灵活美化外形设计，例如：选用不同长度的电池板，将不同品牌的电池板搭配在一起，甚至可以采用形状不规则的电池板。

通过挽回因实际环境因素导致的发电损失，SolarMagic技术的面世使更多地方都可以安装太阳能系统。许多被认为不适宜安装太阳能系统的地方都可以借助SolarMagic技术实现对太阳能的利用。也就是说，SolarMagic技术的实用性极大地拓展了太阳能系统的潜在市场。

现有的太阳能系统都存在过压等许多潜在的可靠性问题。SolarMagic芯片可将电池板输往反相器的馈电加以调整，将过压等问题一并解决，从而长时间地保持太阳能系统的稳定性。此外，由于直流/交流转换功能交由中央直接控制，整个转换过程都可在指定电压范围内保持最高的效率。也就是说，即使不新增电池板的数目，SolarMagic技术仍可进一步提高系统的发电量。