新型铁心技术正悄悄助力光伏升压变压器制霸世界

发布日期：2024-08-15 来源：铁芯视界浏览次数：10095

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核心提示：新型铁心技术正悄悄助力光伏升压变压器制霸世界

伏升压变压器

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能转变为电能。其发电流程是：光伏电站发出的直流电流经逆变器转变为交流电流，根据接入电压的大小，由变压器进行相应的升压操作，输送至国家电网，电网端电压一般为10千伏。用户端按照民用/商用不同，一般电压为220伏/380伏，同样由变压器从电网端执行降压操作，最终输送到终端用户。

变压器在输变电过程中起到至关重要的作用。除了功率传送和电压变换作用，变压器在光伏系统中还有电气隔离（阻止直流分量和漏电流进入电网）和匹配电压等作用。通常，每两个500千瓦的光伏发电系统需配置一台1,000伏安的变压器。光伏电站同样需要设置用于发电并网的升压变压器和配套变电设备。光伏升压变压器指能将光伏逆变器输出的低交流电压提升至较高电压水平的光伏变压器。

全球光伏升压变压器整体规模

2023年全球光伏升压变压器市场规模达到了12.29亿美元，预计2030年将达到24.07亿美元，年复合增长率（CAGR）为9.05%。
生产端(量)来看，中国和欧洲是两个重要的生产地区，2023年分别占有63.77%和15.34%的市场份额，预计未来几年，中国地区将保持最快增速，预计2030年份额将达到64.00%。

从产品类型(量)方面来看，干式变压器占有重要地位，预计2030年份额将达到68.37%。同时就应用来看，地面电站光伏系统在2023年份额大约是87.73%，未来几年CAGR大约为10.25%。

目前全球主要厂商包括明阳电气、伊戈尔、特变电工、Hitachi Energy、Siemens、Prolec GE和正泰电器等，2023年主要厂商份额占比超过78%，预计未来几年行业竞争将更加激烈，尤其在中国市场。

消费层面来说，目前中国地区是全球最大的消费市场，2023年占有56.31%的市场份额，之后是欧洲和北美，分别占有13.44%和13.39%。预计未来几年，欧洲地区增长最快，2024-2030年期间CAGR大约为12.40%。

新型铁心在光伏升压变压器中的应用

极薄硅钢带铁心

能源发电的输出功率和电压往往具有较大的波动范围。中频高变压器能够很好地适应这种宽范围的输入变化，确保在不同的发电条件下都能稳定工作并实现有效能量传输。同时其良好的滤波特性可以有效过滤光伏发电产生的高频谐波，提高电能质量，从而提高并网的成功率和效率。

极薄硅钢带铁心在中高频区域具有极其优越的磁特性，可以根据电网需求进行快速、精准的功率分配和调整，实现实时光伏功率输出，有效帮助变压器升压转换效率。此外，其优越的降噪效果和机械性能亦有助于提升变压器的综合性能。

非晶合金带铁心

非晶合金带铁心相较于传统硅钢片铁心，在相同容量下具有更低的空载损耗。而光伏发电的特殊性，决定了只要接入系统，设备就会产生空载损耗，因此，光伏新能源项目对变压器的空载损耗要求更高。同时光伏变压器大多使用环境比较恶劣，而非晶合金材料的物理和化学性质稳定，具有良好的耐腐蚀性和温度适应性。加之其紧凑小巧的结构，易于安装在各种特殊环境中。

立体卷铁心技术

相比传统的叠铁心，立体卷铁心技术可节省磁材约20%，可以说在节省空间、节约成本、降低损耗方面做到了极致。同时，这种结构设计还有一个好处，那就是静音。紧凑、对称的线圈结构大大降低了变压器周围的杂散磁场，可比叠铁心变压器降低10dB-25dB，基本达到静音状态。

前景展望

光伏升压变压器属于新能源变压器，在光伏发电领域拥有广阔应用前景。
随着国内新型软磁材料生产技术的快速发展、制造工艺的不断成熟，极薄硅钢带、非晶合金带材等高端原料国产化市场日益加大，市场供应日趋充足，原材料成本和供应链安全问题必将得到进一步解决。目前光伏升压变压器行业正处于高端产品竞争激烈、低端产能过剩的阶段。技术创新和普及将进一步促进产品更新迭代，更好的促进行业内的良性发展。

当前我国5G、大数据、充电桩、特高压、人工智能、工业互联网、城际高铁和轨道交通等七大产业领域的“新基建”已被提升到新的高度，下游行业快速发展特别是特高压对变压器行业的有力拉动，将为国内变压器市场带来前所未有的商机。
近期，三部门出台政策加快构建新型电力系统，旨在推动电力系统向清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的方向转型。可以预见，未来高端智能化绿色变压器将越来越多地接入新型电力系统建设中，以帮助电网输配效率的全面提升，铁心作为变压器效率提升的关键部件，发展新型绿色、高效高端铁心技术将成为迫切需求。

关键词： 光伏升压变压器

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