“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(xiě)有大號(hào)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(guó)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(guó)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(dòng)力來(lái)自“全SiC”化，也就是說(shuō)二極管和晶體管均使用了SiC，而非原來(lái)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(lái)的產(chǎn)品采用通過(guò)三臺(tái)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(tái)逆變器生成方波后再通過(guò)濾波器電路轉(zhuǎn)換成正弦波的方法相比，損失減少，但同時(shí)也存在部件數(shù)量增多的問(wèn)題。此次重新改為使用一臺(tái)逆變器的方式，同時(shí)將元件從Si換成SiC，實(shí)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(shí)為98.0％，最大為98.4％（b）。此次還改進(jìn)了追蹤最大功率點(diǎn)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(tái)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(diǎn)的MPPT（Maximum Power Point Tracking）控制算法。這樣在遇到以前最大功率點(diǎn)因劇烈天氣變化而發(fā)生大幅變化的情況時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)快速追蹤。通過(guò)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(jià)格。從建議零售價(jià)來(lái)看，4.4kW產(chǎn)品為不含稅44萬(wàn)日元，而同期上市的4kW的Si產(chǎn)品為不含稅34萬(wàn)日元，與之相比要貴出10萬(wàn)日元。歐姆龍也以推出全SiC產(chǎn)品為目標(biāo)，不過(guò)“SiC元件的價(jià)格還較高，所以暫無(wú)法上市”（歐姆龍解說(shuō)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(duì)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(huì)場(chǎng)館項(xiàng)目的推動(dòng)，建筑工程等的人工費(fèi)不斷高漲。其影響據(jù)稱已開(kāi)始波及光伏發(fā)電設(shè)施的建設(shè)。

為了應(yīng)對(duì)人工費(fèi)的高漲，光伏發(fā)電系統(tǒng)銷售商日本XSOL公司開(kāi)發(fā)了新的施工方法。該方法只需將光伏電池模塊和架臺(tái)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(tái)上設(shè)置模塊后，實(shí)施模塊間的布線作業(yè)。據(jù)該公司推算，與無(wú)需做地基處理的施工方法加起來(lái)，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(kāi)發(fā)出了只需將光伏電池模塊和架臺(tái)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(tái)的間隙使之滑動(dòng)的施工方法，可將工時(shí)減少約30％（b）。在此次展會(huì)上，能夠以很少的人數(shù)來(lái)搬運(yùn)的輕量模塊的展出有所增加（c）

新施工方法的實(shí)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(duì)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(gòu)價(jià)格在逐步下降，從10kW以上的系統(tǒng)來(lái)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(guó)第一太陽(yáng)能公司（FirstSolar）在展會(huì)即將開(kāi)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(shí)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(guó)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(kāi)了日本W(wǎng)est Holdings采購(gòu)其光伏逆變器的消息。West Holdings將通過(guò)開(kāi)拓新的供應(yīng)商來(lái)避免光伏逆變器不足而導(dǎo)致的建設(shè)緩慢問(wèn)題。