在光伏系統中，一般是多個組件串并聯的方式構成光伏陣列。由于串并聯的各個組件的電性參數不一致，組串發生部分遮擋，或者損傷等因素，導致系統輸出功率減少，專業術語稱之為“失配損失”，它將不同程度影響電站的發電量。
目前在組件端消除失配影響的解決方案之一為使用功率優化器，每一塊光伏組件連接一個具有最大功率點跟蹤功能的功率優化器，且每個光伏組件的輸出接入至功率優化器模塊的輸入端。光伏優化器可根據串聯電路需要，將低電流轉化為高電流，最后將各功率優化器的輸出端串聯并接入匯流箱或逆變器。優化器監控并優化每塊光伏電池板的電能，即使陣列中任意一塊電池板出現失配問題時，其他電池板仍然能輸出最大功率，因而能夠補償因失配問題而產生的發電量損失。
1、光伏功率優化器的基本原理
每塊光伏組件均接入功率優化器，每塊組件相對于光伏陣列來說是一個獨立的整體，它的輸出功率不會受到其他任何組件的影響，一直輸出在當前環境條件下的最大功率值。
對于傳統的組串設計方案，當某一組串的其中一塊組件受到陰影遮擋，一般是電壓不變，電流下降，如一個20串270W的組串，在某一天氣下工作電流電壓是8.4A32V，總功率為5400W，如果其中一塊組件受到陰影遮擋，電流下降到到3.2A，整個回路電流都會下降，總功率變為2048W，下降約62%。
當增加優化器后，被陰影遮擋的組件不再影響其他組件的發電，通過優化器內部的小變壓器DC-DC控制電路來改變組件的輸出電流，和其他組件的電流進行匹配（當然優化器需要監測同一路組串上其他組件的輸出電流，發現不一致后才能對自身的輸出電流大小的進行調節），該組件電流3.2A提升為8.4A，電壓由32V降低為12.5V，那么實際的功率輸出為270*19+102=5232W，即實際損失功率3%。
2、綜合評比優化器的作用
這是在每一路MPPT只有一個組串最理想的情況，在實際光伏電站中，只有單相逆變器和11kW以下的三相逆變器才是一路MPPT只有一個組串，大于20kW的逆變器，每一個MPPT就不止一個組串了。多個組串接入優化器，按照并聯電路電壓一致的原理，當某一路組串受到陰影遮擋導致功率下降，優化器改變電壓，這個回路的總電壓會降低，也會影響到同一個MPPT其它回路的電壓下降，導致功率下降，另外，優化器包含一個功率升壓電路，是一個故障點，本身也有1.5%的損耗，所以要綜合評價。
下面用一個簡單的辦法，來估算一個MPPT就多個組串，安裝組件優化器后對輸出功率的影響。假定在一個40kW的電站，組件是250W20串聯，其中有一塊有陰影遮擋，功率下降到50W，根據串聯回路電流一致，并聯回路電壓一致這個原理來計算。
1、如果沒有安裝優化器，這一路20個組件都變成50W，總功率為1000W，減少4000W，系統功率下降10%。
2、安裝優化器，一個MPPT就一個組串，只有一臺組件減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是200+40000*1.5%=800W，總共下降2%。
3、一個MPPT有2個組串，一個優化器降低電壓會導致總電壓也會降低，相當于另一路組串也會減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是400+40000*1.5%=1000W，總共下降2.5%。
4、一個MPPT有4個組串，一個優化器降低電壓會導致總電壓也會降低，相當于另3路組串也會減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是800+40000*1.5%=1400W，總共下降3.5%。
5、一個MPPT有8個組串，一個優化器降低電壓會導致總電壓也會降低，相當于另7路組串也會減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是1600+40000*1.5%=3200W，總共下降8%。
集中式逆變器效果不明顯
功率優化器用在集中式逆變器，又是什么情況，集中式逆變器的特點是只有一路MPPT。
不裝優化器時是這一路4kW的損失，下降4%。
50kW單路MPPT集中式逆變器，總共有10路組串，一個優化器降低電壓會導致總電壓也會降低，相當于另9路組串也會減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是2000+50000*1.5%=2750W，總共下降5.5%。
100kW單路MPPT集中式逆變器，總共有20路組串，一個優化器降低電壓會導致總電壓也會降低，相當于另19路組串也會減少200W，加上優化器1.5%的損耗，總的損耗是4000+100000*1.5%=10000W，總共下降10%。
3、結論
功率優化器配合多路MPPT的組串式逆變器，在組件受到陰影阻擋時，減少發電量損失效果很明顯，但是在單路MPPT集中式逆變器，效果就沒有多路MPPT組串式逆變器這么明顯。
組件級優化器也可以設置為實時和逆變器配套，并進行通訊，按照逆變器的最佳功率點電壓進行分配。這樣連接每一塊組件的優化器的輸出就受到逆變器的影響，在保證電流一致的情況下，按逆變器的指令進行輸出，使其始終工作在效率最高的電壓點上。
本文僅是理論分析，沒有做過實際測試，僅供參考。
來源：泓達光伏
