不同于傳統(tǒng)的組串式逆變器系統(tǒng)，微型逆變器技術(shù)讓光伏發(fā)電系統(tǒng)更加安全、高效、智能。微型逆變器系統(tǒng)中組件間相關(guān)并聯(lián)，系統(tǒng)中不存在直流高壓;獨(dú)立MPPT設(shè)計(jì)使每一塊組件都能達(dá)到最大的輸出功率，相比于相同條件下的傳統(tǒng)系統(tǒng)，可以多發(fā)高達(dá)25%的電;而組件級(jí)別監(jiān)控，可以更高效便捷的掌握每一塊組件工作情況，方便光伏系統(tǒng)運(yùn)維。
目前全球能夠量產(chǎn)微型逆變器的制造企業(yè)屈指可數(shù)，APsystems昱能科技是其中一家明星公司。昱能科技于2009年9月在美國硅谷創(chuàng)立，2010年3月主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)回到國內(nèi)并在浙江嘉興成立合資公司。昱能科技專注于組件級(jí)電力電子(包括微型逆變器、優(yōu)化器、快速關(guān)斷等)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。目前，昱能微型逆變器出貨量穩(wěn)居全球前三。
近日，記者采訪了昱能科技CTO羅宇浩博士，羅博士與昱能科技董事長兼CEO凌志敏博士都為美國半導(dǎo)體芯片行業(yè)出身。作為一家擁有海外技術(shù)基因的公司，昱能科技對(duì)智能逆變器未來的技術(shù)發(fā)展方向有著自己的思考。此外，羅宇浩博士也向記者詳細(xì)介紹了美國加州在智能逆變器方面的研究經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
記者：微型逆變器的優(yōu)勢(shì)在哪里?
羅宇浩：微型逆變器最核心的技術(shù)就是對(duì)單塊件進(jìn)行逆變，整個(gè)微逆系統(tǒng)沒有直流高壓存在。而傳統(tǒng)逆變器在工作時(shí)是存在直流高壓的，需要額外添加設(shè)備才能進(jìn)行關(guān)斷。當(dāng)然這也能滿足電力安全標(biāo)準(zhǔn)，但是還是有風(fēng)險(xiǎn)。微型逆變器從本質(zhì)上來看更適合分布式，特別是小型家庭系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上到2009年才真正進(jìn)入商用，由美國Enphase公司將微型逆變器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
全球來看，微型逆變器公司大概有20家，但真正能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的公司目前不超過5家。昱能從2011年推出產(chǎn)品，在2013年-2014年，我們的全球出貨量就排在第二位，2017年全球銷售份額預(yù)計(jì)占到10%左右。
記者：美國逆變器成本是怎樣的?
羅宇浩：同公司類似型號(hào)的設(shè)備，美國成本要比中國多一倍左右。而且美國戶用光伏系統(tǒng)價(jià)格很高，所以它有足夠的空間來容納逆變器的價(jià)格。
記者：微型逆變器的價(jià)格一直比較高，現(xiàn)在成本降到什么程度了?
羅宇浩：這項(xiàng)技術(shù)的本質(zhì)決定了它的成本比較高。如果按照美國強(qiáng)制的安全要求，包括快速關(guān)斷、防拉弧等，傳統(tǒng)的逆變器需要使用額外的設(shè)備才能滿足這些要求，但微型逆變器則不需要，而且微型逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)組件級(jí)別的功率最大應(yīng)用化，傳統(tǒng)的逆變器實(shí)現(xiàn)不了。傳統(tǒng)系統(tǒng)如果要實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化功能，需要將每塊件都配合優(yōu)化器使用。此外，如果要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控每塊組件的發(fā)電情況，還需要添加監(jiān)控器的成本。
傳統(tǒng)系統(tǒng)添加了關(guān)斷器、功率優(yōu)化器等設(shè)備，那么必定會(huì)帶來系統(tǒng)成本的增加。微型逆變器技術(shù)正不斷發(fā)展，成本也在不斷下降。從昱能剛剛開始推出產(chǎn)品發(fā)展至今，成本已經(jīng)下降了接近80%。如此一來，相比于增加了關(guān)斷、優(yōu)化功能的傳統(tǒng)系統(tǒng)，微逆系統(tǒng)不僅無直流高壓，在成本上也已經(jīng)頗具優(yōu)勢(shì)。
記者：目前昱能的出貨量達(dá)到了多少?
羅宇浩：我們已經(jīng)有超過40000套微型逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)在世界多個(gè)國家及地區(qū)建立并平穩(wěn)運(yùn)行，包括澳洲、北美、南美、歐洲、中國等數(shù)十個(gè)國家及地區(qū)。逆變器出貨量達(dá)到了100萬臺(tái)，不過絕大部分在海外市場(chǎng)銷售，中國銷售量不到5%。
記者：已經(jīng)盈利了嗎?
羅宇浩：我們從2013年就開始盈利了。與其他逆變器企業(yè)不同，昱能是不做生產(chǎn)的，我們只有研發(fā)和銷售，生產(chǎn)制造外包，我們付加工費(fèi)。
記者：美國在逆變器方面的標(biāo)準(zhǔn)是怎么樣的?
羅宇浩：美國以小型、家庭光伏為主，加州新出的逆變器標(biāo)準(zhǔn)我們簡(jiǎn)稱為“Rule21”，Rule21是由加州公共事業(yè)委員會(huì)制定的加州ElectricTariffRule21的逆變器相關(guān)修訂方案，是一項(xiàng)與UL1741SA共同使用的原始要求解釋文件。UL標(biāo)準(zhǔn)是美國逆變器行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Rule21規(guī)定了與UL1741SA測(cè)試方法合并使用的具體參數(shù)設(shè)置。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)由加州幾個(gè)電力公司主導(dǎo)制定。主要分為幾個(gè)階段。
目前第一階段增加了逆變器高低壓穿越、軟啟動(dòng)、無功調(diào)節(jié)這幾個(gè)功能標(biāo)準(zhǔn)，使逆變器更加適應(yīng)電網(wǎng)，支持電網(wǎng)需求響應(yīng)、調(diào)度等工作。同時(shí)，減少光伏系統(tǒng)、風(fēng)能對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
現(xiàn)在，所有的逆變器都必須要通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才能夠在加州使用。目前已經(jīng)強(qiáng)制執(zhí)行的是加州、夏威夷和賓夕法尼亞等，其他州正逐步采用中。
第二、第三階段，主要會(huì)在逆變器的通訊功能方面加強(qiáng)要求，未來電力公司就可以監(jiān)控這些設(shè)備。
預(yù)計(jì)未來三年內(nèi)就可以完成這三個(gè)階段。
記者：針對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)企業(yè)目前的產(chǎn)品情況是如何的?
羅宇浩：德國三年前就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)了。在產(chǎn)品功能上，我相信國內(nèi)的逆變器公司是可以做到的，但在技術(shù)細(xì)節(jié)和成本上還不太成熟。因?yàn)槊绹辽儆?0%-80%的市場(chǎng)都在加州，國內(nèi)的逆變器只要在美國銷售，都需要通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
記者：國內(nèi)有沒有在制作類似的逆變器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?
羅宇浩：國內(nèi)還沒有與逆變器有關(guān)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，目前中國更關(guān)注如何降低成本方面。不過現(xiàn)在國內(nèi)研討會(huì)還是蠻多的，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)跟安全性相關(guān)。但總體來講，國內(nèi)離制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)階段還有一段很長距離。
美國電力法上的標(biāo)準(zhǔn)比認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)更高一級(jí)別。2014-2017年，美國電力法加入了很多對(duì)安全的要求，在逆變器層面，需要有快速關(guān)斷裝置、防拉弧保護(hù)等。國內(nèi)絕大部分的逆變器比較欠缺，傳統(tǒng)的逆變器品牌需要添加新的設(shè)備才能達(dá)到這些功能?，F(xiàn)在美國甚至要求逆變器要達(dá)到組件級(jí)別的關(guān)斷功能，在2019年1月份強(qiáng)制執(zhí)行。
記者：目前逆變器行業(yè)還存在哪些技術(shù)問題?
羅宇浩：主要還是安全功能。比如防拉弧保護(hù)，雖然很多公司的產(chǎn)品都有防拉弧功能，但在具體的系統(tǒng)里，拉弧的種類非常多，拉弧強(qiáng)度也不一樣。如何做到可靠穩(wěn)定地發(fā)現(xiàn)真正的拉弧，但不會(huì)錯(cuò)誤報(bào)警，這里還存在諸多挑戰(zhàn)。其次，組件級(jí)別的快速關(guān)斷功能也存在技術(shù)難題。
當(dāng)然，降低成本是一個(gè)持續(xù)的工作，傳統(tǒng)的逆變器是用硅器件，現(xiàn)在有新型的半導(dǎo)體器件和微電子芯片，包括數(shù)據(jù)處理芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片等，這些新技術(shù)都可以提高逆變器效率，從而降低成本。微型逆變器的核心就是用半導(dǎo)體和芯片來替代傳統(tǒng)器件。
