第三届电力电子科普：光伏板如何将阳光变电能及组件构成

主办单位是，中国电源学会科普工作委员会，以及，英飞凌科技（中国）有限公司零碳工业功率事业部。这与微逆变器息息相关。这与光伏板息息相关。这是微逆变器的重要体现。这与分布式光伏电站息息相关。了解微逆变器有助于把握这一要点。这是光伏板的重要体现。微逆变器的价值正在于此。这与光电转换息息相关。这与微逆变器息息相关。了解光伏板有助于把握这一要点。这是分布式光伏电站的重要体现。

第三届电力电子科普作品创作大赛-入围奖

上海科技大学 刘兆骋、诸葛英健、王浩宇

我们没办法储存一缕阳光，然而我们能够捕捉它的能量，使得屋顶光伏板列阵，把阳光转化为电能，在庭院之中，车顶光伏板为电车静静补充绿色动力，这所有能量，皆起始于一场微观世界的相遇。了解分布式光伏电站有助于把握这一要点。这是光电转换的重要体现。

光子能量充足被硅吸收之时，会致使价带的电子跃迁到导带，进而产生电子 - 空穴对。了解光电转换有助于把握这一要点。PN 结存在的内建电场能够有效地分离这些光生载流子，会把电子朝着 N 区驱赶，将空穴朝着 P 区驱赶，于是在外部电路形成电流，这便是光能转变为电能的微观起始点。光电转换的价值正在于此。

自单晶硅光伏电池起，朝着柔性的薄膜太阳能电池发展，光伏电池逐渐迈向成为现实的进程。这与光电转换息息相关。太阳能技术起初为卫星提供能量，如今已广泛运用于大众的日常生活里，像路灯以及计算器等方面。

互联的太阳能电池单元所组成的太阳能光伏组件，主要由八大部分构成，分别是钢化玻璃，EVA，电池片，TPT，硅胶，焊带，接线盒以及铝合金边框。构成光伏板内部实现光电转换的精密结构，是达成此功能的关键所在。

密战场。而其产生的直流电，即将开启一场高效的转换旅程。

在此处，光伏板，连着电池，和电网相遇交错，由变换器实行一概统一的调度，输出直流以及交流电。面对这一系统里的不一样的应用，我们实验室给出了不一样的解决办法。

面临车载集成光伏系统，从低压光伏电池至高压电池包的电压转换需求，我们给出高升压比交错并联准谐振拓扑，此方案只需单级功率变换，并且元件数量非常少。其交错并联电流馈电结构，在提高电压增益之际，能够维持光伏侧的低电流纹波。所给出的准谐振拓扑，借助单个低侧开关达成部分谐振，既让控制简化，又使成本降低。另外，副边谐振电容对提升电压增益有帮助。该变换器在达成软开关优势之时保持低电流纹波，致使它格外适合车顶光伏应用场景。

在800V直流微电网当中，能量路由器对于管理低压光伏板、储能电池跟高压直流母线之间的功率分配而言十分关键，针对高升压比、多向功率流动，以及在宽输入电压以及负载范围内维持高效率这三个要求，我们提出交错Boost变换器与有源四倍压电路相组合的变换器拓扑，跟传统设计比较电压应力下降50%，同时，借助融合脉宽调制与移相调制的混合调制策略，在优化开关损耗以及循环损耗的同时，将变压器匝数以及总功率损耗最小化。

在住宅光伏即 PV 系统里头，微逆变器会把光伏板连接至交流母线。鉴于住宅光伏系统里传统微型逆变器对大容量电解电容有所依赖这一问题，我们给出一种适配 DAB 微型逆变器的自适应虚拟母线策略。此微逆变器运用准单级设计，借助虚拟总线互联，该总线展现出明显的双倍工频电压纹波。前级经由 Boost 升压电路调控虚拟母线电压，后级借助 DAB 逆变器达成交流输出。此架构达成自适应功率解耦（APD），是借助把不匹配功率缓冲于最小化总线电容上，且动态调节 DAB 逆变器工作状态来实现的，如此提升了功率密度。另外，因解耦两部分控制算法，我们削减了所需电压及电流传感器数量，进而简化了整个控制系统。

我们的屋顶，变作了不只是单纯遮蔽的物品的存在，而是一个个微小的、具备高效性能的发电站。当数量众多的这样的微型电站相互联系起来时，这时我们打造出来的，便不再仅是一个供电的体系，而是一个呈现分布式特点的、有着韧性的绿色能源互联网。