“98.0％”、“電力轉(zhuǎn)換效率No.1”。在光伏電池展“PVJapan2014”（2014年7月30日～8月1日）上，三菱電機(jī)人員身穿寫有大號文字的制服，顯得格外惹眼。該公司宣布，將于2015年1月上市電力轉(zhuǎn)換效率為98％、在日本國內(nèi)住宅用途中達(dá)到最高水平的光伏逆變器（圖1）。

在日本國內(nèi)的住宅用光伏逆變器中，以前電力轉(zhuǎn)換效率最高的是三菱電機(jī)于2008年上市的產(chǎn)品，達(dá)到97.5％。此次該公司刷新了自己的紀(jì)錄，其原動力來自“全SiC”化，也就是說二極管和晶體管均使用了SiC，而非原來的Si。此次三菱電機(jī)采用了自主制造的功率半導(dǎo)體模塊，將先于其他公司上市全SiC光伏逆變器。

原來的產(chǎn)品采用通過三臺逆變器制造模擬正弦波的“分段控制逆變器方式”。與利用一臺逆變器生成方波后再通過濾波器電路轉(zhuǎn)換成正弦波的方法相比，損失減少，但同時也存在部件數(shù)量增多的問題。此次重新改為使用一臺逆變器的方式，同時將元件從Si換成SiC，實現(xiàn)了98％的效率注1、注2）。

圖1：電力轉(zhuǎn)換效率的最大值達(dá)到98.4％

三菱電機(jī)將上市使用全SiC功率半導(dǎo)體模塊的光伏逆變器“PV-PN44KX”（a）。外形尺寸為460mm×150mm×240mm。電力轉(zhuǎn)換效率方面，額定時為98.0％，最大為98.4％（b）。此次還改進(jìn)了追蹤最大功率點的MPPT控制方法（c）。（圖片根據(jù)三菱電機(jī)的資料制成）


注1）使用1臺逆變器、二極管和晶體管使用Si的產(chǎn)品，其電力轉(zhuǎn)換效率為96％。

注2）此次還改進(jìn)了找出最大功率點的MPPT（Maximum Power Point Tracking）控制算法。這樣在遇到以前最大功率點因劇烈天氣變化而發(fā)生大幅變化的情況時，也可實現(xiàn)快速追蹤。通過這一措施，將MPPT效率從以往產(chǎn)品的96.7％提高到了99.8％。

全SiC光伏逆變器的最大課題是價格。從建議零售價來看，4.4kW產(chǎn)品為不含稅44萬日元，而同期上市的4kW的Si產(chǎn)品為不含稅34萬日元，與之相比要貴出10萬日元。歐姆龍也以推出全SiC產(chǎn)品為目標(biāo)，不過“SiC元件的價格還較高，所以暫無法上市”（歐姆龍解說員）。如果SiC元件隨著晶圓大口徑化等走向低成本化，全SiC產(chǎn)品的上市就有望增多。

應(yīng)對人工費(fèi)高漲

此外，在PVJapan2014上，使設(shè)置變得容易的技術(shù)提案也很搶眼。在日本，受東日本大地震災(zāi)后重建及東京奧運(yùn)會場館項目的推動，建筑工程等的人工費(fèi)不斷高漲。其影響據(jù)稱已開始波及光伏發(fā)電設(shè)施的建設(shè)。

為了應(yīng)對人工費(fèi)的高漲，光伏發(fā)電系統(tǒng)銷售商日本XSOL公司開發(fā)了新的施工方法。該方法只需將光伏電池模塊和架臺的構(gòu)件扣接即可固定模塊，甚至完成布線（圖2）。而以前則需在架臺上設(shè)置模塊后，實施模塊間的布線作業(yè)。據(jù)該公司推算，與無需做地基處理的施工方法加起來，可將整體工期減至約1/4、將作業(yè)人數(shù)減至約1/2。

XSOL開發(fā)出了只需將光伏電池模塊和架臺的構(gòu)件扣接即可固定及布線的施工方法（a）。京瓷利用將模塊推入架臺的間隙使之滑動的施工方法，可將工時減少約30％（b）。在此次展會上，能夠以很少的人數(shù)來搬運(yùn)的輕量模塊的展出有所增加（c）

新施工方法的實現(xiàn)源于在模塊廠商的協(xié)助下，在模塊上事先設(shè)置了專用構(gòu)件。如果這些旨在使設(shè)置變得容易的機(jī)構(gòu)及構(gòu)件走向普及，那么模塊廠商也必須要采取相應(yīng)的對策。

向住宅提供CdTe型光伏電池

在日本，光伏發(fā)電電力的收購價格在逐步下降，從10kW以上的系統(tǒng)來看，已從最初的不含稅40日元/kWh下降到了不含稅32日元/kWh。但海外廠商的參與積極性似乎并未減弱（圖3）。


美國第一太陽能公司（FirstSolar）在展會即將開幕前的2014年7月28日，簽訂了向XSOL供應(yīng)CdTe型光伏電池的協(xié)議。目標(biāo)是實現(xiàn)相當(dāng)于100MW的年供應(yīng)量。XSOL不僅將向工業(yè)用途，還將向住宅用途提供CdTe型光伏電池，此次在PVJapan2014上做了在住宅屋頂上設(shè)置的示意展示。

中國廠商華為技術(shù)（Huawei Technologies也在日本首次參加了光伏電池展。華為于2014年5月公開了日本W(wǎng)est Holdings采購其光伏逆變器的消息。West Holdings將通過開拓新的供應(yīng)商來避免光伏逆變器不足而導(dǎo)致的建設(shè)緩慢問題。