東日本大地震后，在停電時確保電力供給的需求增大，因此，太陽能電池功率調節器與其他能源相關設備的聯動，首先是從與蓄電池組合使用開始的。

　　松下公司2012年3月上市了使太陽能電池與蓄電池的功率調節器一體化的“PowerStation”。

　　具體而言，PowerStation由分別支持太陽能電池和蓄電池的DC-DC轉換器和一個雙向DC-AC逆變器構成。蓄電池采用容量為4.65kWh的鋰離子充電電池，功率調節器的額定容量為5.5kW。

　　一體化的優點在于停電時的工作方式。停電時無需經由逆變器即可將太陽能電池的輸出電力直接存儲到蓄電池中。這樣就消除了逆變器造成的損失，由此，即使太陽能電池的輸出電力較少，也能高效率地進行蓄電(圖6)注2)。此次上市的產品配備了專門針對停電的功能，將來還可推出與其他能源設備配套實現最佳運轉的產品等。

圖6：組合使用太陽能電池和蓄電池

　　松下從2012年3月21日開始受理同時控制太陽能電池和蓄電池的“PowerStation”的訂單(a)。夏普2013年1月17日上市了與太陽能電池聯動的蓄電池系統(b)。(圖(a)由《日經電子》根據采訪資料推測，(b)由《日經電子》根據夏普的資料制作。)

　　注2)夏普的產品雖然機殼分為兩部分，但停電時，太陽能電池的輸出電力可以直接輸出到蓄電池的功率調節器中。

　　田淵電機公司除了太陽能電池和蓄電池的一體型功率調節器外，還在積極進行研發，力爭實現還可與燃料電池及風力發電機等共用的“混合功率調節器”注3)。例如，該公司與大阪燃氣公司合作，共同開發可在太陽能電池和燃料電池間共用的功率調節器。目前燃料電池輸出的電力不能出售，因此當燃料電池的輸出超過家庭內的負荷時，就通過功率調節器增加熱水器的負荷等。田淵電機預見到日本將實現電力自由化，因此還在開發“賣電控制器”等，利用這種設備就可以換算相應日期時間而變化的電費，或篩選能夠出售的電力進行售電。

　　注3)田淵電機向兩家OEM客戶交付了組合使用了太陽能電池和蓄電池的功率調節器的產品。

　　使產品小型化以便于采用

　　關于功率調節器的差異化技術，廠商正在研究配備效率比現有硅功率元件高的GaN和SiC功率元件。其中，安川電機公司計劃在2014年內上市配備GaN功率元件的住宅用途功率調節器。該公司逆變器事業部環境能源設備事業統括部事業統括部長山田達哉稱，為實現量產，“如今正準備著手進行設計”。

　　安川電機的目標不僅僅是通過新一代功率元件提高功率調節器的效率。山田稱：“由于住宅用途難以實現差異化，因此要以絕對小型化作為產品的特點�！痹摴�司于2012年推出的額定容量為4.5kW的試制品與原有產品相比，電力轉換效率提高了約2個百分點，同時還將體積削減了約45%，重量減輕約27%(圖7)注4)。

圖7：利用GaN和SiC提高效率

　　廠商目前正在研究采用新的功率半導體提高電力轉換效率。安川電機將于2014年上市配備GaN的功率調節器(a)。田淵電機公開了配備SiC的試制品(b)。(圖由《日經電子》根據各公司的資料制作)

　　注4)田淵電機在2013年2月的展會上公開了采用SiC功率元件的試制品。雖然是一款額定容量為1.8kW的小型功率調節器，但電力轉換效率提高了2個百分點左右。安川電機和田淵電機均將根據額定容量，區分使用SiC制和GaN制功率元件。

　　新一代功率元件具有降低電力損失、抑制發熱的效果，及通過提高開關頻率縮小電抗器等外設尺寸的效果等，因此，通過采用新一代功率元件就能夠使功率調節器小型化�，F有功率調節器的小型化自不必說，正在開發的、統管多種能源相關設備的功率調節器也有望實現小型化。例如，松下PowerStation的外形尺寸達到630mm×1500mm×250mm，估計今后小型化需求將會增大。

　　不過，新一代功率元件要成為主流，關鍵在于性價比。田淵電機估算，如果能把電力轉換效率提高1個百分點的成本上升控制在720日元內，新一代功率元件就能得到廣泛采用。

　　以目前各廠家充滿特性的樣品為基礎，根據假設量產價格的平均值進行成本計算，將DC-DC轉換器電路的效率提高0.5個百分點需要450日元，將DC-AC逆變器電路的效率提高0.5個百分點需要3000日元。加在一起后，提高1個百分點就需要增加成本3450日元。最近，由于各公司相繼推出了GaN和SiC功率元件，功率調節器廠商對實現720日元的成本寄予厚望。

　　還監控模塊

　　在其他差異化技術方面，還出現了將包括電網及其他設備在內的所有信息都集中到功率調節器上，使之變身為EMS“中樞”設備的動向。其中之一，是一種名為功率優化器(Optimizer)*的產品，在日本已逐漸開始設置(圖8)。例如，福岡縣的一家百萬瓦級太陽能設施已針對250kW的設備試采用了美國Tigo Energy公司的功率優化器。

圖8：開始采用功率優化器

　　可提高輸出功率、監控模塊工作狀況的功率優化器已經開始得到采用(a)。以色列SolarEdge Technologies公司2013年2月開始面向日本供貨(b)。((a)由Tigo Energy拍攝)

　　*功率優化器(Optimizer)：設置在太陽能電池模塊上，控制各模塊實現最佳輸出的設備。升降壓方式的產品還被稱為“微轉換器”。

　　功率優化器原本的作用是使各模塊的輸出功率實現最大化。通過功率優化器調整阻抗或進行升降壓，以使各模塊實現最佳的電壓和電流。Tigo Energy稱，利用功率優化器“有望增加幾個百分點的輸出”。

　　除了上述優點外，功率優化器還逐個監控各模塊的狀態，因此能夠盡早發現故障。高電壓下發生的PID(Potential Induced Degradation)現象已成為業界的熱門話題，因此用戶對模塊狀態的關心日益高漲。功率調節器處理的信息今后還將繼續增加。