光伏效率轉換器是一種新型基于太陽能電池板級的DC/DC轉換優(yōu)化裝置，一方面采用分布式MPPT跟蹤技術，跟蹤各個電池板的局部MPP，獨立地增強并提高電池板的發(fā)電性能，最大化光伏電站的總發(fā)電功率;另一方面，它們將輸入電壓/電流轉換為實時可配置的輸出電壓/電流值，實現(xiàn)電池板際間輸出優(yōu)化配置，以最大限度提高太陽能系統(tǒng)的整體發(fā)電量。

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計中，光伏陣列的排放形式和安裝角度對光伏組件接受太陽輻射有很大的影響，從而影響到光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。

光伏組件的放置形式有固定式安裝和向日跟蹤裝置式安裝，其中跟蹤安裝方式包括單軸跟蹤方式和雙軸跟蹤方式。

與光伏陣列的放置相關的有兩個角度的參量：陣列安頓傾角和陣列方位角。光伏陣列的傾角是光伏陣列平面與水平地面的夾角;光伏陣列方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角(向東偏設為負角度，向西偏設為正角度)。一般情況下，在北半球方陣朝向正南(即方位角為0度)時，光伏陣列的發(fā)電量是最大的。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由一個個光伏組件通過適當?shù)拇⒙?lián)方式組成的，許多發(fā)電系統(tǒng)在光伏組件安裝時沒有考慮到一些未知的不匹配問題，使系統(tǒng)無法發(fā)揮應有的潛能。也有一些無法避免的因素，如電池板部分被遮擋、空總的云、附近物體的反射、光伏組件的傾斜角和方位角不同、光伏組件有灰塵、光伏組件溫度不均等，此時組件的輸出伏安特性曲線呈多階梯狀，相應的功率電壓曲線含有多個局域最大峰值，會因陣列光伏組件的發(fā)電功率不同而引起組建的失配問題，導致系統(tǒng)發(fā)電效能降低。事實上，僅僅遮擋一小部分的光伏組件就會引起25%—50%的電能損失。

光伏系統(tǒng)不匹配的問題是由于電壓與電流組合不匹配造成的，造成此問題原因有很多，例如局部遮蔽、飄動的云、附近物體的反射、各種不同的傾斜角和安裝方向、表面污染、組件老化、以及太陽電池陣列上的溫度變化，陰影或其他因素造成的光伏組件不匹配可能會導致陣列產(chǎn)生不平衡的電量損失。

事實上影響系統(tǒng)發(fā)電量的因素很多，包括組件內(nèi)部電池的互聯(lián)方式、組件定向、光伏組件之間的串并聯(lián)問題以及逆變器的配置等。陰影導致的這種不成比例能量損失原因主要是跟組件和系統(tǒng)的組成結構有關。光伏組件通過多個太陽電池串并聯(lián)而成，每個太陽電池串被稱為一個“組列”，每個組列由一個旁路二極管來起到旁路導通保護，以免一個或多個電池被遮擋或損壞時，導致這些電池因過熱而損壞。光伏陣列由光伏組件通過串并聯(lián)方式構成，當光伏發(fā)電系統(tǒng)部分被遮擋時未被遮擋部分電池產(chǎn)生的電流流經(jīng)被遮擋部分電池的旁路二極管。當光伏陣列因陰影出現(xiàn)上述情況時會產(chǎn)生一條具有多個峰值的V-P特征曲線。逆變器有兩個基本功能：一方面通過DC/AC轉換將直流電轉換成與電網(wǎng)同頻和同相的交流電;另一方面跟蹤太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最佳效率點。對于特定的光照輻射、溫度和電池類型，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)都有相應唯一的最佳電壓和電流值，從而產(chǎn)生最大能量。如果出現(xiàn)陰影遮擋或其它情況導致系統(tǒng)中各組件之間電壓和電流的失配，將導致發(fā)電系統(tǒng)的效率大幅降低。

光伏效率轉換器在工作過程中承擔了雙重跟蹤角色

1跟蹤光伏組件最佳的MPP(最大功率點)

2調(diào)整光伏組件的電壓和電流值

在盡量保證組件的最大輸出功率的情況下采用DC-DC轉換技術，根據(jù)組串的工作情況轉換成不同的輸出電壓/電流值使光伏系統(tǒng)獲得最大的電能。

效率轉換器的原理主要是藉由直流/直流轉換器和MPPT(最大功率點跟蹤)技術來增加光伏組件的輸出功率。通過采用DC-DC的原理在基本保持功率不變的情況下改變組件的輸出直流電壓和電流，如果組串中一個光伏組件由于陰影或其它因素的影響使其輸出電流變得很小，這樣會影響組串的整體直流電流。

效率轉換器會通過MPPT技術跟蹤組件的最大輸出功率再通過DC-DC技術使受陰影遮擋組件的輸出功率保持在不變的情況下提高其輸出電流從而提高陣列的輸出電流相應會降低陰影遮擋的輸出電壓。串聯(lián)的電源優(yōu)化器可以相互之間進行無線通訊能夠感應出各組件的電壓值和電流值并且不斷調(diào)整優(yōu)化系統(tǒng)使光伏系統(tǒng)處在發(fā)電量最多的狀態(tài)。

光伏效率轉換器保留了久經(jīng)驗證的串聯(lián)電池板排列方式，并通過只將DC/DC和PMMT功能分布到電池板來實現(xiàn)改進。與此同時，光伏效率轉換器架構與現(xiàn)有的多級逆變器完美兼容，實際上將使它們能夠更高效地運行，因為總線電壓可保持更高水平且更恒定。光伏效率轉換器不只限于提升直流/直流轉換器的性能，它們既能處理能源多的情況，也能處理能源減少的情況。這就意味著因反射而增加的輻照(與遮蔽陰影相反的不匹配問題)也可被利用來增加產(chǎn)能。同樣，這也意味著光伏效率轉換器有能力處理功率變化，方法是給某個串列添加電池板(使該串列產(chǎn)生更多的電量)，或者從某個串列減少一塊或兩塊電池板(從而減少電量)。因此，安裝人員能夠設計串列長度不同的系統(tǒng)，使陣列應用更為靈活。