伴随着全球半导体技术和热点的不断升温，国内半导体行业加大了对行业顶尖技术的持续聚焦。以 12 英寸芯片为代表的最新一代半导体技术不断地从芯片行业持续向半导体其他领域外溢，而太阳能行业作为半导体行业和工业生产紧密相关的领域，受益于技术的反复运算和降低成本的需求，也正式开启了新一轮技术升级，从传统 6 英寸芯片向 12 英寸芯片跨越。
210mm 超高功率太阳能模组横空出世
作为技术升级的直接代表，Tier1 品牌系列的天合光能于近期推出了 12 英寸 210mm 硅片的大尺寸太阳能模组，使得模组功率密度获得了新一轮的提升，在不明显增加尺寸与重量的前提下提升了发电功率与效率。然而，这也为整个太阳能行业带来了新的变局和挑战。
▲ 天合光能 210mm Vertex 至尊超高功率太阳能模组。
根据天合 156mm 硅片太阳能模组和 210mm 硅片太阳能模组的电气性能参数规格表所示（标准测试条件下），随着太阳能模组功率的提升，最大功率点处的输出电流也随之增大。如下图所示，156mm 硅片 415Wp 太阳能模组最大功率点处的输出电流（以下简称 Impp）是 10.15A；而 210mm 硅片 600Wp 模组的 Impp 值已增大至 17.34A 。若考虑到双面模组的背面发电增益， Impp 值还会略有增加。
另一 Tier1 系列太阳能模组厂东方日升，也推出了基于 210mm 硅片的 600Wp+ 组件，其 Impp 值是 18A。
而太阳能模组与变流器之间的匹配，主要体现在变流器与组串输入电压及组串输入电流的二者匹配，但随着太阳能模组功率的提升，对应的电压与电流也在不断拓宽，是否有一款合适的变流器无需技术端调整，即可匹配目前太阳能模组的发展需求，同时不增加系统 BOS 成本？这已成为太阳能专案业主及 EPC 迫切关心的问题。
变流器如何适配高电流大功率太阳能模组
变流器，作为太阳能系统的核心部件，承担着将太阳能模组直流电能转换成馈入电网的交流电能的作用。不同太阳能模组对于变流器的要求主要体现在最大系统电压、最大功率点工作电流 Impp、短路电流 Isc 这三个参数上。最大系统电压决定了太阳能模组/变流器可以工作的最大电压范围，目前主要有 1000V（1100V）系统和 1500V 系统（注 1）；最大功率点工作电流 Impp 表示太阳能模组/变流器进行最大功率跟踪时对应的最大电流；短路电流 Isc 则代表变流器组串输入能达到的极限电流。太阳能模组功率越大，Impp 和 Isc 相应也会越大，对变流器输入能力要求也更高。
SMA Solar Technology AG 作为太阳能行业变流器领域的全球技术领导者，一直持续跟踪全球顶尖技术的发展步伐，并于 2020 年发布了最新版本的基于多路 MPPT 技术的组串式变流器 Sunny Tripower CORE2，用以满足全球客户多元化的技术需求，同时满足未来较长一段时间内的全球太阳能行业新一轮的技术升级，是目前业界低压并网方案中，能够最佳匹配 12 英寸 210mm 大硅片太阳能模组的变流器产品。
▲SMA Sunny Tripower CORE2 产品图。
210mm 大尺寸硅片太阳能模组，由于其硅片表面积大，因此太阳能模组具有输出功率大，电流大等特点。传统的 156mm 半片太阳能模组，其工作电流就已经接近 11A，而采用 210mm 大硅片技术的太阳能模组，其工作电流往往超过 17A，结合目前业界常见的组串式变流器每路 MPPT 输入电流往往只有 26A 的现状，很容易发现，普通并网组串式变流器几乎很难满功率接入 210mm 大尺寸组件。下面将 SMA Sunny Tripower CORE2 组串式变流器和其他品牌组串式变流器在不同功率太阳能模组下接入能力进行对比。
▲ 不同变流器对应大尺寸硅片组件接入能力对比图（表 1）。
156mm 硅片的 415Wp 太阳能模组，其开路电压 Voc=49.6V，考虑到太阳能模组负温度系数，在 1000V 系统下每路组串接入 18 块太阳能模组，由于其 Impp 电流较小，主流变流器直流侧接入能力都能够接满。但在 210mm 大硅片 600Wp 太阳能模组时代，由于太阳能模组输出功率剧增，最大功率点工作电流 Impp 远远超过 13A（注 2），因此传统变流器每路 MPPT 仅能接入 1 个组串，这就导致了传统变流器接入能力不足的问题，在同样的系统容量下需要额外增加变流器的数量，导致整个系统 BOS 成本增加。
如（表 1）显示，某 100KW 变流器型号 A 有 9 路 MPPT，每路 MPPT 通道有两路组串，但是在 600Wp 太阳能模组下，由于单串太阳能模组的 Impp 已经超过 17A，因此该 100KW 型号变流器每路 MPPT 通道只能接 1 个组串，一共 9 个 MPPT 通道，因此最大可以接入 9 路组串。考虑到太阳能模组负温度系数，每个组串最大接入 20 块太阳能模组，其最大接入能力为 600Wp * 20 块/串 * 1 串 * 9 路 = 108KW，而该变流器设计的最大输出功率是 110KW，意味着在 210mm 太阳能模组下，其利用率只有 98%；同理，某 125KW 变流器型号 B 最大接入能力为 600Wp * 20 块/串 * 1 串 * 10 路 = 120KW，在 210mm 太阳能模组下利用率只有 87%。
而 SMA 全新的 110KW Sunny Tripower CORE2 变流器则由于具有超高的 DC/AC 容配比（12 路 MPPT），最大接入能力为 600Wp * 20 块/串 * 1 串 * 12 路 = 144KW， 在 210mm 组件下利用率达到 131% 。再进一步，考虑 210mm 双面组件的背面发电增益，如下图所示，在 10% 背面发电增益时，其 Impp 值为 18.5A，Sunny Tripower CORE2 变流器仍然可以接入 12 串太阳能模组，其最大接入能力可以达到 642Wp * 20 块/串 * 1 串 * 12 路= 154.1KW 。
由此可见，SMA Sunny Tripower CORE2 变流器真可以完美匹配 210mm 大硅片太阳能模组（注 3），实现投资收益的最佳平衡。
SMA 全系列变流器产品完美相容 210mm 超高功率太阳能模组
事实上，不仅是 Sunny Tripower CORE2 这一款变流器，SMA 全系列变流器设计理念均秉承超高的 DC/AC 容配比，这样使得 SMA 变流器既能支援更高的组件超配，更是适配新时代大尺寸组件的不二选择。
譬如，50KW 功率的 Sunny Tripower CORE1 变流器， 具有 6 路 MPPT 共 12 路组串输入，在前述 210mm 双面太阳能模组 642Wp（考虑 10% 背面发电增益）下，其最大接入能力可以达到 642Wp * 20 块/串 * 1 串 * 6 路 = 77KW ，DC：AC 最大容配比为 1.54 。而额定功率在 2.5MW ~ 4.6MW 的 Sunny Central 系列集中式变流器，其 DC：AC 容配比最大甚至可以达到 2.5。
针对最大电压 1500V 太阳能系统，可以使用 SMA 150KW 功率型号的 Sunny Highpower PEAK3 组串式变流器或者 Sunny Central 系列集中式变流器。
对于集中式变流器而言，由于在太阳能模组输出端会先经过直流汇流箱汇流，因此在大尺寸组件适应性方面普遍比组串式变流器较好，在大型地面电厂应用大尺寸组件也依然推荐适配集中式变流器。
注 1：户用及工商业专案主要采用 1000V 太阳能系统，大型地面电厂主要采用 1500V 太阳能系统。
注 2：M10 182mm大硅片尺寸下 ，双面组件由于背面发电增益，其Impp值同样也会超过13A。
注 3：由于210mm组件的Impp值 比182mm组件的大，因此适配210mm太阳能模组的变流器可以向下相容182mm及更小尺寸的太阳能模组。
（首图来源：SMA；资料来源：SMA）
