光伏建设已经成为一个不可逆转的趋势。一方面随“碳中和”成为全球命题,越来越多的国家公布了明确的减排目标和实现时间;另一方面“俄乌战争”停止对欧洲的石油天然气出口,将加速欧洲各国对光伏、储能建设。

而光伏热则为磁性元器件市场提供了新的土壤。光伏热给磁性元器件行业带来新市场的同时,也对其提出了更高的技术要求,其中磁性元器件损耗问题最为光伏企业所关注。

磁性元器件在光伏系统中损耗占比为20%-30%

磁性元器件作为光伏系统中的必不可少的电子元件,主要应用于逆变器。而逆变器在光伏系统中主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。逆变器不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。

由于电子器件和电感元件的热损耗,逆变器内部不可避免地出现功能损耗。记者在采访中得知磁性元器件损耗在分布式光伏系统中的损耗占比为20%-30%。

太原理工大学杨玉岗在采访中表示高频磁性元器件损耗包括磁芯损耗和线条损耗,磁芯损耗主要是因为高频,脉冲电流导致磁通也按高频变化,引起磁滞和涡流损耗;线条损耗主要是绕组损耗,高频脉冲电流导致线条里产生高频涡流损耗,一是趋肤效应产生的损耗,另一个是多匝绕组产生的高频邻近效应损耗,是趋肤效应损耗的好几倍。

光伏电池效率短期内难以较大提升的情况下,降低磁性元器件损耗成为较为关键的一环。

优选材质 打造专业团队不可或缺

当前生产的大部分磁性元件是基本能满足下游企业的要求,但随着不同应用领域的变化,特别是新能源领域的发展,要从降本增效等多方面进行衡量考虑,磁性元器件如何优化设计,提高性能和更好的满足应用端的需求,降低其在分布式光伏系统中的损耗,是目前磁性元器件专家学者与磁性元器件从业人员最为关注的重点。

艾克比纵浩认为不断降低磁性元器件损耗,就要打造对口的技术团队,不断进行可靠性增长试验。通过反复“试验——分析——纠正——提高——再试验”的方法,遴选优质原材料、找准设计缺陷、工艺缺陷和生产缺陷,用品质和数据说话,力求产品的效率和寿命兼得。

三盛源袁永华则认为选用低损耗的变压器磁芯和电感磁芯,可以让磁芯损耗大幅度降低。此外增大铜线的截面积,降低线圈的损耗。增大产品的散热面积以及提高散热能力,缩小产品空间,降低产品线圈的温升。

降低磁元件损耗,对材料提出更高要求

优质的材料不仅能够保证磁性元器件产品的质量,且在降低磁性元器件损耗、提高效率方面也起到至关重要的作用。要提高磁性元器件产品的良率和性能,除了进行磁性元器件优化设计外,还需要从原材料入手加以改进。

杨玉岗认为利兹线可以有效降低分布式光伏产品趋肤效应损耗,对邻近效应损耗也有效果,如果采用常用的扁平立绕线圈或者PCB绕组,通过线圈导体多匝之间的交错排列,可以大幅度降低邻近效应损耗。

此外,东睦科达陆庆表示提高对粉末粒度、包覆层改善、成型工艺等方面的技术,可降低各类金属磁粉芯的损耗。古瑞瓦特吴良财认为有完整的打样链条和有完整的测试条件,对损耗进行模拟性或者接近实际测试台很有必要。