太阳能逆变器实际上是一个转换器，尽管物理规则另有规定。太阳能逆变器将太阳能电池板产生的直流电 (DC) 能量转换或逆变为交流电 (AC)。
大多数家庭使用交流电而不是直流电。直流电在家中使用不安全。如果您将直流电 (DC) 直接接入房屋，大多数插入的小工具都会冒烟并可能着火。结果将是大多数电器、计算机、电源板、电视、娱乐系统、家庭安全设备和大量其他电子产品都会被炸毁。太阳能电池阵列使用逆变器将直流电转换为交流电，这对于家庭使用是安全的。
太阳能逆变器如何工作？
太阳能过程始于阳光，阳光会在太阳能电池板内引起反应。该反应产生 DC。然而，新创建的直流电在通过逆变器将其从直流电转换为交流电之前，不能在家中安全使用。
了解不同类型的太阳能逆变器；加上他们的优缺点
太阳能逆变器主要有四种类型：
标准串逆变器
也称为中央逆变器。较小的太阳能电池阵列可以使用标准串式逆变器。当它们这样做时，一串太阳能电池板形成一个电路，其中直流能量从每个面板流入一个线束，将它们全部连接到一个逆变器。逆变器将直流电能转变为交流电能。如果房屋连接到电网，大多数标准串式逆变器都安装在家里、车库或电表附近。
优点——
- 通常是最便宜的选择。
- 易于诊断问题，因为通常是逆变器出现故障。
- 由于零件更少，安装更便宜。
- 更易于维护，因为它们没有安装在屋顶上并且更容易接近。
缺点——
- 可以限制复杂屋顶/系统设计阵列的发电量，尤其是在遮阳情况下。
- 能量产生下降的单个太阳能电池板（例如发生遮蔽时）会降低整个电池板串的发电量。
优化串反相器
优化串式逆变器，有时称为功率优化串式逆变器，由两部分组成。第一部分是功率优化器，它处理 DC 到 DC 并优化或调节太阳能电池板的功率。每个太阳能电池板都有一个功率优化器，它们使能量流保持相等。例如，对于标准串式逆变器，如果一个太阳能电池板产生的能量较少，则该串中的所有太阳能电池板产生的能量都会减少。使用功率优化器，每个太阳能电池板都会产生能量，当该能量达到优化阈值时，功率优化器会将其发送到逆变器。对于此设置，串式逆变器只需将直流电转换为交流电。
优点——
- 一致的能量流向转换器，不会出现标准串式逆变器可能出现的能量下降。
- 有助于优化复杂屋顶/系统设计（包括遮阳）的电力生产。
- 优化的串式逆变器可在单个面板级别实现电力生产数据和监控。
- 更长的保修期——大多数功率优化器都有 25 年的保修期。
缺点——
- 预计功率优化串式逆变器的价格将高于标准串式逆变器。有更多的零件，这也意味着更多的劳动。每个太阳能电池板都有一个功率优化器。
- 保修可能包括也可能不包括人工。
- 一些功率优化器是在出厂时安装的，可能无法维修。在这些情况下，需要更换面板。
注： 生产一瓦太阳能的成本已从2006 年的每瓦 3.50 美元左右下降到 2018 年的每瓦 0.50 美元
微型逆变器
微型逆变器在面板级将直流电转换为交流电。它们与功率优化器的不同之处在于功率优化器仅处理 DC。微型逆变器安装在每个面板上。有些可能是工厂安装或现场安装，带有微型逆变器的太阳能电池阵列上没有中央逆变器。能量转换发生在微型逆变器上——在每个太阳能电池板的屋顶上。
优点——
- 优化面板的能量转换
- 适用于复杂的屋顶/系统设计，尤其是可能出现阴影的地方。
- 通过在面板级别最大化能量来帮助较小系统的能量生产
- 微型逆变器可实现单面板监控和数据收集。
- 即使有阴影，它们也能保持最大发电量。
- 与串式逆变器不同，性能不佳的面板不会影响其他面板的能量生产。
- 微型逆变器的保修期更长——通常为 25 年。
缺点——
- 比串式逆变器更昂贵，而且通常比功率优化器更昂贵。
- 由于它们安装在屋顶和面板下方，因此更难进行维修。
注意： 微型逆变器的初始成本可能会被它们的保修期与太阳能电池板相匹配 25 年这一事实所抵消。串式逆变器的保修期为 10-15 年（按品牌划分）。
混合逆变器系统
混合太阳能逆变器系统，也称为多模式逆变器，是带有电池备份系统的太阳能电池阵列系统的一部分。混合逆变器可以在能量可供家庭使用之前转换来自阵列和电池系统或电网的能量。
优点——
- 智能设备和可编程——它们帮助管理基于可编程边界的能源可用性。例如，有些可以在电网能源最便宜时从电网中获取能量，并在电网能源最昂贵时使用储存的能源。他们还可以直接使用来自阵列的电力，并在阵列能量产生最高或存储系统已满时将其从直流电转换为交流电。
- 一体化系统
- 您可以在 有或没有电池备份系统的情况下使用它。
- 非常适合可能扩展或稍后可能添加电池存储系统的阵列设计。
- 在离网系统中经过时间考验。
缺点——
- 与微型逆变器相比可以限制系统设计
- 与专用逆变器相比，可以降低能源效率。
注意：非常适合能源选择来自多个来源（阵列、电池、电网）的情况。在您计划添加备用电池的情况下，它也是理想选择。
| 标准串逆变器 | 优化串反相器 | 微型逆变器 | 混合逆变器系统 | |
|---|---|---|---|---|
| 价格 | 通常最便宜 | 比标准组串式逆变器更贵，比微型逆变器更经济 | 比优化器稍微贵一点，但相差不大。 | 最昂贵的逆变器，但功能更多。 |
| 保修单 | 10-15 年（按品牌）——可能不包括人工 | 25 年——可能不包括人工 | 25年 | 5-12岁 |
| 易于维护 | 一般不可修复只能更换。由于位置方便访问。 | 故障可能意味着更换面板或现场维修 | 由于安装在面板下很困难 | 交通方便 |
| 遮阳缓解 | 一个面板的输出可以限制整个字符串的输出。 | 帮助优化复杂阵列设计的电力生产，包括遮阳。 | 非常好，因为能量在面板上得到了优化 | 对面板效率没有帮助 |
| 美学 | 安装在功率计附近 | 安装在面板下 | 好，安装使然后隐形。 | 好的。安装在我们的功率计内部或附近。 |
我应该选择哪种类型的太阳能逆变器？
在选择太阳能逆变器时，没有一刀切的答案。哪一个最适合您的家庭或企业？这取决于几个因素：
- 您的太阳能电池阵列设计有多复杂？如果您的太阳能电池阵列有许多朝北的太阳能电池板，您可能会遇到一些遮阳缓解问题。那些朝北的面板将比朝南的面板接收到更少的阳光。这种复杂程度排除了标准串逆变器，因为那些北方面板将减少整个面板串的整体发电量。对于这种情况，一个好的选择是优化串逆变器，或者更好的是微型逆变器。
- 你的系统是并网的吗？根据系统与电网的连接方式，您最好使用可以同时处理不同类型能量输入的混合逆变器。假设系统有一个指定的开关，可以在太阳能电池阵列运行时切断对电网的访问。在这种情况下，您可能可以使用微型逆变器、功率优化器串式逆变器，甚至是标准串式逆变器——前提是阵列上没有电池备份系统。
- 阵列是否包括电池存储？如果是这样，那么混合逆变器是最佳选择，尤其是当系统也并网时。混合逆变器最有能力同时处理不同类型的能量。
- 保修—逆变器的保修期限。如果您必须每五年更换一次逆变器，那么较低的成本可能对您没有好处，而初始成本较高的逆变器可能更具成本效益。同样重要的是保修范围。零件、人工、差旅、更换逆变器都是影响逆变器诊断、维修或更换成本的因素。最好的逆变器可能仅通过其保修组件脱颖而出。
- 波型— 纯正弦波逆变器为您的家庭准备与您的家庭从电网接收的能量接近的能量。修改后的正弦波逆变器可能会损坏电器和电子产品。虽然修改后的正弦波逆变器通常更便宜，但如果您必须尽快更换电器，可能会花费更多。
- 效率——逆变器可以提供的能量。理想情况下，您需要效率为 96% 或更高的逆变器。
奖励：太阳能逆变器尺寸过大与尺寸过小
超大意味着逆变器可以处理比太阳能电池阵列产生的更多的能量传输和转换。逆变器的能力比太阳能电池阵列的最大能量生产额定值更重要。尺寸过小意味着太阳能电池阵列可以产生比逆变器可以处理的更多的能量。额外的功率丢失或被削波。
只有一种情况你会希望发生超大，那就是当太阳能电池阵列发生预先计划的扩展时。在这种情况下扩大规模可以节省所有者的钱，因为在扩建期间不需要支付额外的劳动力和购买更大的逆变器。
如果位置、天气和使用的环境影响意味着太阳能电池阵列很少会达到其最高能量生产，那么缩小尺寸可能是有益的。只有几天会产生过多的能量供逆变器处理，因此购买更大的逆变器是浪费金钱。
通常，您希望逆变器的效率等级与太阳能电池阵列的效率等级相匹配。
总结
选择太阳能逆变器是一个重大决定。关于选择逆变器的大部分信息都与屋顶太阳能电池阵列面临的挑战有关。例如，是否有阴影，或者是否没有足够的朝南面板等。其他问题，例如您需要多少能源以及您有多少太阳能空间，也会影响哪种逆变器最适合您的财产。
本文解释了太阳能逆变器是什么、它们如何工作、它们的优势在哪里，以及为什么一种类型可能不适合您的项目。