人类**早的电力供应就采用直流制式，200多年前伏特发明了电池，后来发明家爱迪生不仅创新了铁镍电池，还用毕生精力去争取直流传输电力的制度。可惜**终人们还是选择了较为经济的交流电制度。交流电在电力传输上的优势保持了一百多年，近几年又重新面临被高压直流取代的问题。电气工程师对直流电路的应用并不生疏，自从半导体器件问世以来，低压、直流电源就成为**普通的电路了。直流电力的来源无外乎两种方式，一种就是化学电池，一种就是把交流电降压整流。这两种方式都可以提供相对稳定、持续和所需功率的直流电。但是，光伏电力是与这两类方式都很不相同的一种直流电源。它提供的电功率是不断的变化的，并且，负载的变化也严重改变光电池的输出参数，影响着光电池使用效率。在地球上，能产生直流电力的自然能是很多的，雷电在瞬间能产生巨大能量的直流电，可是，这种电力和光伏发电一样与我们通常使用的两种方式直流电不同，不能持续、稳定地提供给负载使用。

常规直流电源的输出功率**大值P是负载的函数，在负载的阻值等于电源内阻时等于电阻端电压的平方除以电阻。由于光电池是半导体器件，非线性使**大输出功率特性更加复杂。而应用又希望获得**大的功率效益，何况光伏发电的输出参数是随太阳光照强度不断变化的。从另一方面分析，不论制造多么精密的光伏组件，也难以确保由小功率（单元电压小于0.5伏）电池片组装起来的组件性能完全一致。不一致的组件连接成系统就不可避免地影响到光伏发电的各项性能参数。这种情况和用新旧不同的小电池连接成大电站相似。只要还有电力产生，就要设法使用，在几乎找不到任何适用直流负载的情况下，人们只能想到把直流输出的光伏电力变流成交流，再并到电网上去，用电网充当虚拟负载。这样做也证实了光伏电力直流应用的困难。

虽然，蓄电池、电容器也都可以做为直流光伏电力的负载，可蓄电池的介入非但没有降低光伏应用的难度，反而使问题更复杂。因为产品化的蓄电池性能参数也是按照长期在市电条件下应用去生产的，不经过专门技术处理，光伏发电直接对蓄电池充电既降低了效率，又损坏了电池。带蓄电池的光伏系统，工作不了多久就报废的主要原因就是蓄电池的失效。电容器的储电量有限，应用上也还在摸索。尽管光伏草坪灯也是直流光伏应用，可是，这种系统功率很小，几乎没什么性能要求。光伏电力的直流应用，长期以来没有进展的原因实质上已经揭示出技术上的困难。逆变应用的主流地位在持续，也是有这方面道理的。非逆变就是试图突破种种技术阻碍，使光伏电力实现低损耗、低成本的直流应用。如果不能深入了解到光伏电力直流应用技术比逆变技术更复杂，就解释不了为什么逆变并网技术存在着高压损坏、污染电网、孤岛效应、并网同步……这么多的问题，还在不停地投入试验。

非逆变技术是在逆变并网技术发展过程中产生的新观念，是对逆变应用的否定。逆变应用曾经为了规模化，一度否定了光伏简单的直流应用，非逆变就是技术发展中否定之否定规律的进程。当然不同于曾经的在计算器等小家电上简单应用的直流光伏技术。

深圳园博园的号称东南亚**大的电站如今还在发电吗。这个投资了6600万的并网光伏电站，理论上每年也只能发90万度电的示范工程，还具有经济示范作用吗？它现在还在良好的运行吗？

研究非逆变技术的目标是明确的，就是要提高光伏电力的应用效率。从光伏技术的整体面貌上看，要提高光伏组件的效率已经很困难了。人们已经在为了降低生产中的损耗，宁可牺牲光电池的转换效率，甚至使用寿命，去发展多晶硅和非晶硅电池。这说明生产硅电池耗能大的事实在挑战光伏发电的“可再生”概念。而另一方面，在应用上，由于逆变损耗，光伏电力的效率下降又远远大于千方百计改进技术对单晶电池发电效率的提升。减少逆变损耗在某种意义上说，就是等于大大提高了光电池的使用效率。就是按普遍认同的逆变系统效率70%来看，95%以上的直流应用相当于提高光伏发电能力的1.35（95/70）倍。工程实践证明，70%的逆变系统效率是很难实现的。主要原因也是光伏电力输出的不稳定性。逆变装置必须满足能承受**大功率的要求，又长期在远离额定功率的小功率条件下运行。为提高逆变效率采用高压串连的光伏矩阵由于内外的原因，都不可避免产生偏析；偏析的电池板很快就会发生效率急剧下降。因谐波降低网电质量和并网同步参数、逆变器故障等都是降低效率的重要原因，不能以理论上的可能状态去代表实际清况。

研究表明光伏系统的经济功率目前应该在数千峰瓦之内。直流系统的电池组件不主张采用大系统高压方案。串连电压不过几十伏的电池组件，偏析分布指标和损坏概率都可以降低很多。问题是较高的楼层上应用较大功率系统，会产生相应的压降损失。这个损失同样是降低了光伏发电的效率。然而，这是可以接受的，而且是很直观的。问题就是，这项损失应该在设计系统之前就要充分考虑到。比如一个距使用地点（楼顶到车库）200米的两千峰瓦电池矩阵，24伏使用的普通电池板规格开放电压是41伏。其中考虑到防反充二极管的降压和电池充电时的电压差，以及高于电池和小功率发电保持相应的电压等等。但是往返200*2=400米线损压降就没有算进去。当接近**大功率点输出时，80安的电流在0.05欧的线路上会有4伏的压降。而通常采用的导线，不经过严格的选用，电阻会在0.1欧以上。这就需要预先使电池板的开放电压提高6-8伏，这当然就会损失掉百分之十几的电能。当小功率时损失也就没有那么多了。所以直流光伏系统在尽可能就近拖线，认真布线之外，还要考虑电池板的参数定制，比较麻烦。

高效直流系统的关键部件是蓄电池，蓄电池的关键问题是变功率充电的效率问题。在市电条件下的稳压、恒流充电模式不适用了，还要讲求充、放电的效率，就得重新考虑。解决这个问题必须从双向入手，一方面根据光伏电力的输出特性选择宽效率范围的蓄电池。这在种类繁多的为市电生产的蓄电池中，的确很难找到合适的品种。专题小组在比较性能和深入传统生产工艺调研时，受到启发：特别配置的电解液能显著改善蓄电池的光伏应用目的性能。另一方面，改进光伏电力的充电条件，在有市电的情况下，联网控制，保持蓄电池在它的高效参数范围内工作，也是一项可取的措施。蓄电池的效率与端电压、充放电功率密切相关。通常的过充、过放是蓄电池的极端低效边界条件，而快充、快放也是蓄电池低效应用状态。从某种意义上讲，蓄电池在市电条件下经常是处在低效状态的，过去很少有使用者关注到这个问题，电池厂商也从不提供产品的效率特性参数函数曲线。在直流光伏系统研究中蓄电池的技术内容被丰富，有些问题才刚被认识到，等待着更好的解决。

无论蓄电池的效率多高，经过充、放电就一定有损耗。直接使用光伏电力的比例越高，光伏系统的效率也就越高。高效非逆变系统在设计时，就需要充分考虑负载工作时间段。白天充电，晚上点亮全储电式的光伏路灯显然就是个低效系统。当系统的直接使用率超过50%时，不光是效率大为提高，蓄电池的容量也可以大大减小，大大降低系统成本，增加了系统的经济指标。

系统的效率光伏决定系统应用的经济性，高效化给光伏应用技术研究定下了明确的目标，指出了技术完善的方向。

对于高效非逆变系统，实质上是一个充分考虑效率的光伏、联网市电、蓄电池三元供电，蓄电池、负载二元用电的全智控系统。蓄电池的作用至关重要。不光是由于蓄电池在系统中，即担任供电元，又充当负载元，而是蓄电池的特性决定着系统的配电状态。

为了解决光伏系统的衰减问题，肯定地说，选用低衰减的组件和低衰减的蓄电池十分必要。假如是出于种种原因（例如竞标时，恶性压低成本），为了减少初次投资，选用了价廉的配件，非逆变系统会一开始就面临着不断调试，而**终免不了去不改变配置。在此，高效非逆变揭示出光伏系统须长期调整维护的特征，其实，对于逆变系统这也是不可避免的现实，只是由于并网，掩盖了衰减降效的实质。相对非逆变系统，逆变并网的衰减效应并不因为未使用蓄电池而有所改善，恰恰相反，大功率系统和竞价采购参数偏析组件，**终的结果是导致电站失效，而不是低效。

非逆变联网是对光伏系统固有缺陷的弥补，逆变并网是光伏系统全逆流方式在现成电力设施上的寄生。技术意向根本不同。从纯技术观点出发，多种不同形式能源的优势互补，可以相得益彰。高效非逆变系统既不是追求完全太阳能电力的独立系统，也不是依附于网电设施的馈电寄生系统。高效非逆变系统发挥光伏发电的直流、低压、安全、方便的优越特性，也发挥出高效蓄电池稳定、应急、储能和可大范围高效变功率输出的优越特性，借助网电稳定、可靠、持续的电力做补充，系统的可靠性和经济性能都相当的好。在各种电力形式价格成本相接近的条件下，高效非逆变构建出一个实用的电力应用系统。

高效非逆变技术研究的问题，是解决多种能源形式的同一性问题。而逆变并网应用**大的问题就是难于解决与网电的矛盾，其中包括技术矛盾和经济矛盾，寄希望于行政干预上网和上网补贴等政策来解决其间的矛盾，在技术层面看来是消极的。

城市建筑的特殊性，必须将太阳能光伏的设计根据建筑特点而进行。楼层的高矮，屋顶到控制器的距离是计算光伏开路电压的依据。对于地下车库，防火分区是控制系统设计的依据。电池板和蓄电池的配比；控制系统与灯具的布局等都是均益安联的高效非逆变PV-LED技术特点。这些技术特点不是一般的集成公司所能完成的。有些企业在看到均益安联公司的：太阳能照亮地下车库口号，也依样画葫芦，认为也可以做光伏工程。其实殊不知，均益安联的PV-LED项目中的太阳能电池，控制系统，纳米硅金属蓄电池、LED灯具。DC 磁环灯灯具都是均益安联公司自己生产制造，而且可以根据建筑的特点设定应用参数。

动态工程和静态设计相对立

从上面的分析可以看出，高效非逆变系统是一个电气动态系统。所谓动态系统就是指它的功率变化范围很大，变化的频率较高。把变化的功率与时间相乘，就是一个能量在不断变化的系统。电池矩阵输出功率就是这样，这是光伏系统的又一个特征，它是一个能量变化供应系统。这种系统只能与同样是变功率工作的负载相匹配，才能充分发挥功效。然而在上述的分析中，留下了一个问题，就是光伏电力的使用方式，也就是光伏供电系统的负载状态。

脱离寄生环境，光伏系统运行的均衡性就只有依赖自身的调整能力。蓄电池和联网补充的必要性也由此充分体现。完全撇开光伏发电，仅由联网和蓄电池构成的低压直流系统，也能在一定范围内实现变化功率的供电。但是这种类似不间断电源的直流系统不比光伏直流系统优越。蓄电池是具有记忆特性的，这特性也是导致蓄电池容量降低和寿命缩短的主要原因，很难选择到合适的蓄电池；在市电中降压整流的直流应用也不比光伏电力经济。这正是很少有人这样专门建造市电直流供电线路的原因。光伏电力参与进来，大大减少了联网电力的参与比例，一般少于10%，是市电低压系统的十分之一，又扩大了功率的变化范围，改善了蓄电池的性能。合适的固定搭配的负载系统，能实现十分**的光伏应用。

高效非逆变系统的设计是静态的，却要去满足系统动态的运行要求。常规的设计标准和方案遴选方式不能实现系统长期可靠运行的目的。因而，在某种意义上说，光伏工程除了逆变并网电站之外，其他形式的应用工程都不适合采取招标的方法选供应商。光伏工程也不可以集成安装，因为在目前，所有光伏工程所需配件还没有完善的标准。光伏工程更不是一项交钥匙工程，系统的动态性质要求建造单位长期的维护和调试，其保养时间与光伏组件的寿命相当才可以实现光伏电力的经济性。

高效非逆变光伏应用系统是静态设计与动态工程之间矛盾的解决方案。设计方法突破了传统理论，在总结光伏应用实践经验的基础上，促进了动态设计光伏系统理论的产生，具有很重要的意义。它对于指导工程实践，明确而有效，可以避免许多由于僵化思维所造成的工程失败。