太陽能光伏發電系統為半導體行業帶來新機會 3

　　有時候，降低給電池的電壓而提高電流會提高總功率并加速充電;在另一些時候，可能有必要犧牲一些電流以實現更高的電壓，從而實現完全地充電。如圖4所示，對電池的最大輸出功率出現在電壓和電流積的峰值處。

圖4 當電壓和電流之積為峰值時，對電池的輸出功率為最大
　　最大功率點輸出跟蹤(MPPT)被設計為確定這個峰值并調節DC/DC電壓轉換，以最大化充電輸出。在冬季里，MPPT能夠把太陽能發電系統的效率提高1/3。確定MPP的一種方式就是在每一個MPPT周期中，由控制器調節PV板的工作電壓，并觀察其輸出電壓。
　　為了確定真正的MPP點，MPPT算法在足夠寬的范圍內振蕩，以避免因云層覆蓋或平靜的微風導致錯誤地選擇功率曲線上的局部峰值作為MPP點。但是，這種方法的不足之處在于：在每一個周期中，它都偏離MPP點振蕩，跟蹤的效率低下。
　　作為一種替代解決方案，人們提出了一種增量自感算法，通過定義一個峰值，然后，求解功率曲線的微分，從而得出MPP點。雖然這種方法沒有因寬范圍振蕩引起的低效率問題，但是，它存在把本地峰值誤設為MPP點的可能。
　　把上述兩種方法結合起來，既能夠在較寬的范圍內掃描，避免把局部峰值作為MPP點，同時，又能夠提高最大功率點輸出跟蹤的效率，但是，這就需要采用性能最強的控制器。
　　用于逆變器的數字信號控制器必須滿足若干實時處理的需要，以有效地執行精密的算法，從而提高DC/AC轉換的效率并實現電路保護的功能。例如，德州儀器(TI)不久前宣布推出業界首款浮點數字信號控制器(DSC)—TMS320F2833x，在世界環境日之際以創新技術推動工業應用的環保發展。新型 TMS320F2833x 能夠以150MHz頻率提供每秒3億次浮點運算(MFLOPS)，同時還能降低定點處理器的相關成本。該浮點處理器可幫助工業控制設計人員簡化軟件開發，增強系統性能，提高節能效率，因此，能夠使太陽能逆變器提高太陽能板的能量轉換效率，改善變速交流(AC)驅動的功率與性能。
　　目前，全球領先的太陽能逆變器制造商大都采用TI的DSC，以最大功率點跟蹤(MPPT)算法以及不同負載情況下(如陰天、光照不強等)的動態算法調節來實現最大化系統峰值效率。
　　此外， 近來科學家研究發現，SiC器件具有優于GaAs和Si器件數倍的熱傳導率和電場擊穿電壓，因其效率高，性能好，制成的肖特基二極管成為了太陽能系統的理想解決方案，同樣值得關注。
　　結語
　　中國政府在《可再生能源長期規劃》提出，太陽能光伏發電裝機容量到2010年將發展到450MWp，而2005年全國太陽能發電裝機容量僅為6.5MWp，這就意味著中國太陽能裝機容量的復合增長率將會高達38%以上。了解目前太陽能光伏市場發展動態，把握太陽能光伏行業發展趨勢，對于半導體行業的發展是至關重要的。