我们家庭的正弦波交流电由三相发电机产生。在这些发电机中，发电机定子中存在三个单独的线圈，其在物理上彼此错开120°的角度（完整的360°相位的三分之一）。发电机的这三相产生三个独立的正弦波电力，彼此相互偏移120°。它也被称为对称三相系统。
在三相系统中馈入平衡和线性负载时，三个导体的瞬时电流之和为零。换句话说，每个导体中的电流幅度与其他两个电流的总和相等，但符号相反。因此，当其中一个相位处于+1.0的最大正偏差输出时，另外两个将成为-0.5的返回路径，使得任何时候三相电流的总和为零。这样可以减少电缆的使用（与其单相相比择需要独立两根电缆-相位线和中性线）。
正弦波形与磁场中的线圈环密切相关。在垂直位置（ 0°），线圈不切割磁力线，因此在环路中没有感应电压。当线圈顺时针移动时，它会穿过磁力线并感应出正电流，并在线圈与磁力线保持水平时达到最大值（ 90° ），随后的顺时针旋转将具有负偏转，在下一个垂直位置（180°-360°）仍然会产生类似于前半部分的最大值，但极性相反，由于线圈回路位置和磁场极性与第一部分（ 0°-180°）正正相反。这些循环不断重复，产生我们所知道的正弦交流电。
无论是电力发电的机械源，无论是水轮机还是风力发电机组，化石燃料发动机还是蒸汽轮机，发电机的结构概念几乎是相似的。转子，线圈回路和磁场。简单性允许构建巨大而高效的发电机。世界上最大的发电站是三峡大坝，拥有三十二台700兆瓦主发电机，总发电量达22,400兆瓦。
正弦交流电的一个主要优点是可以使用变压器轻松地升降。这允许通过公用电网的高电压低电流大量能量传输，降低了具有较小电力线的成本并减少了散热造成的能量损失。即使在几套变压器和长距离行驶之后，波形仍然与发电机保持不变。
正弦交流电长期以50-60赫兹标准化（取决于国家，那些使用50赫兹频率的电压倾向于使用220-240伏，使用60赫兹的倾向于使用100-127伏）已经塑造了所有现代电子。照明，电机，变压器，发电机和传输线都具有取决于电源频率的特性。大多数家用换向器型感应电动机（例如电动工具，家用电器等）设计用于50-60Hz。较低频率也具有较低阻抗损失的优点。标准化允许电气设备的国际贸易。
逆变器的功能是将直流（DC）变为交流（AC）。变化（升压或降压，纯正弦波或修正正弦波等）将取决于逆变器规格。一个例子是一个电源逆变器，从您的电池中接收12伏直流电并输出230伏交流电，这与公用电网230伏类似。
逆变器可以根据电路设计产生方波，修正正弦波，脉冲正弦波，脉宽调制波（PWM）或正弦波。时下最常用的波形是修正的正弦波和纯正弦波。这模拟了电力公司提供的交流电，允许轻松地将电源备份解决方案用在普通家用电器。
产生正方形的交流电的方波逆变器。它涉及两个步骤，如交替切换正开关和负开关。它最适合用于照明和加热等低灵敏度应用，但不适用于敏感电子产品和家用电器。
两级方波的总谐波失真约为45％。
在数码时代，方波不适合用于电源解决方案。
为了生成更接近正弦波的波形，修正的正弦波与方波相似，但在波峰之间添加零伏（间隔）间隔。该波形产生具有相等的零伏间隔的三电平波形;峰值正电压;零伏特;峰值负电压，然后是零伏特。
一些修正的正弦波通过在零和峰值电压之间增加另一个中间电压产生四步波形，与实际的正弦波形成更接近的相似性。
修正的正弦波逆变器通常价格低廉，适用于不太敏感的电器，如白炽灯泡和加热器。
然而，由于修改的正弦波仍然不如交流发电机的正弦波那么纯净，它仍然会对敏感的电子设备和家用电器造成问题。从音频设备可听到嗡嗡声，家用电器的交流电动机运行效率较低（由于脉动扭矩）并且运行较热。波形波也影响数字设备，带有硅芯片的控制器，特别是那些带时序控制的控制器。总谐波失真也很高（6.5-23％）。
这些消费级逆变器通常被称为纯正弦波逆变器，能够产生非常接近交流发电机产生的电网正弦波的交流电。纯度仍然取决于制造商，而且与修正的正弦波逆变器相比，其成本通常最高。
通过在波形调制中添加很多步骤，波形将显得平滑。虽然在波浪放大下，可能会观察到最小的方波形。为了进一步平滑波形，可以使用电容器，电感器，谐振滤波器和变压器。这些附加部件增加了逆变器的成本。
这与音频音轨的数字到模拟转换类似。随着更多的采样，最终的模拟声音输出将更加自然或接近原始声源。
纯正弦波逆变器适用于敏感电子和电器。
普通逆变器将直流电流转换为标准频率为50-60 Hz的交流电流。然而，有些逆变器可以在更高的频率下改变频率输出，例如用于空调压缩机和家用电器中的逆变器。与传统的开关循环相比，以更高的频率运行平滑的正弦波可以产生更高效的电机（特别是无刷和感应电机）控制。
除非您为太阳能光伏电池板，电池，充电控制器和负载的所有设备使用单个标称直流电压……否则您需要某种形式的逆变器来管理设备之间的电压和电流要求差异。
大多数家用电器使用来自电网的普通交流电。与使用直流电专用的设备相比，这些利用交流电驱动设备更容易从当地商店获得。
基于并网，有离网逆变器，并网逆变器和混合逆变器。一些逆变器已在前面的部分中解释过第六章：了解你的太阳能光伏系统.
离网逆变器是最简单的逆变器，可直接从电池获取直流电流并将交流电输出到您的负载。它们通常以修正的正弦波和纯正弦波的形式出现。
功率范围可以低至100瓦变频器至3000-5000瓦变频器。高功率逆变器通常会在电池系统中使用更高的电压额定值（例如24-48伏或更高）。较低电压标称电池系统将导致较高的电流消耗，从而耗散作为热量的能量。
在连接变频器之前，确定预期负载的预估功耗很重要。过载变频器会导致过热和火灾。小心处理变频器，因为变频器的电压输出远高于电池。
并网逆变器是从太阳能光伏电池板获取直流电（串联或并联配置）然后并将同步交流电输出到家用电力线中的逆变器。鉴于其简单性和较低的前期成本，这种类型的逆变器非常受欢迎。
由于家用电力线的电压略高，因此家用电器将首先从并网逆变器获取电力，然后再从电网中抽取剩余电量。这将减少电网的功率消耗，从而减少每月的电费。如果并网逆变器的功率过大，多余的功率将推回（或卖出）到公用电网。它被称为净计量。
然而，由于没有电池添加到您的系统意味着没有可用的能源备份。通过法律规定的防孤岛功能，可以防止在断电时连线修理人员发生电力事故，当主电网停电时，整个系统都会关闭。
所有并网逆变器均配备最大功率点跟踪（MPPT），以确保最高效率的转换。
并网逆变器可以具有不同的额定功率。取决于您的太阳能光伏面板功率输出，您可以选择额定功率高于太阳能光伏面板输出的并网逆变器，以防止逆变器过载。
这些变频器在运行期间可能非常热，因此确保逆变器周围有足够的通风。
如果您有一个并网逆变器向电网出售额外的电力，同时仍然通过电池系统拥有自己的备用电力，这能不能让您在主电网发生停电时为关键设备供电？让我们看看混合逆变器或俗称带电池存储的并网逆变器。这是离网和并网系统之间的联姻。
混合动力逆变器是一种更先进和智能化的设备，可用作太阳能光伏电池板电源，电池存储系统电源，电网电源和家用电器（负载）四个不同部门的电源传输监控管理关卡。它通常具有高功率，例如带有微控制器的1KW – 20KW逆变器，用于控制房屋内特别设定区域之间的功率传输。
借助先进的混合逆变器，您可以设置与其他非关键负载（如电视机，洗衣机等）分离的关键设备集群（应始终都有电源如冰箱，计算机，网络系统，关键照明设备等） ，空调，户外灯等。分离关键和非关键负载将允许对备份解决方案进行微调，并延长电池寿命。它不能保护你长时间的电网停电，除非有备用电源，如备用发电机。
这个系统的缺点是成本。混合解决方案很昂贵。
微逆变器将整个电源转换系统放到每个面板上。
微型逆变器是连接在太阳能光伏电池板背面的小型逆变器，或作为互相独立的面板级并网逆变器的现场逆变器。微型逆变器可应用公共电缆来连接到公用电网。
微型逆变器的主要优势在于面板级优化。由于每个微型逆变器都连接到每个太阳能光伏电池板，因此无论下一个电池板的状况如何，它们都能以最大容量工作。重要的是要注意，一块面板的部分遮挡会降低串联式逆变器中整个串联系统的效率。
部分遮阴的效果在另一篇文章更详细解释 第十章：了解遮阴的效应.
微型逆变器带有最大功率点跟踪（MPPT），以提高太阳能发电的效率。
但是，一个问题是，由于微逆变器的安装主要落后于太阳能电池板，故障微逆变器的维护可能会非常棘手，特别是在屋顶和难以进入的区域，太阳能光伏电池板需要首先拆除才能露出微逆变器。
那么，如果微型逆变器将直流电从太阳能光伏电池板输出转换为供应主电网的交流电，则优化器是具有MPPT功能的直流 – 直流转换器，以优化每个太阳能光伏电池板。
这些小型设备连接到太阳能光伏板，通过最大功率点跟踪对每个面板进行独立优化，将恒定直流电输出到普通电缆，最终输出将到达一端的中央逆变器上。优化器的主要优点是实现面板级优化并减少太阳能光伏阵列上的部分阴影效应。
由于优化器的构造比微型逆变器简单得多，所以它比微型逆变器具有更好的寿命。更多的组件，更多的失败点。在每台微型逆变器中很多逆变器组件，微型逆变器设备成本将会比优化器更高。
低电压直流电到高电压交流电的主要转换由中央逆变器在独立的冷却器位置处理。逆变器可以在有功功率转换期间输出显着的热量，这可以是热量消耗的3-6％的功率。太阳能光伏板背后的微型逆变器将受到更多热量的冲击。是的，主要问题是热量。
优化器的效率98-99％比微型逆变器93-96％的效率高。但是，如果优化器的效率与其中央逆变器相合，则会因为中央逆变器本身的效率而略微下降。因此，单独微逆变器系统和优化器-中央逆变器合并系统的效率几乎相同。
然而优化器并非没有缺点。优化器的输出在到达中央逆变器之前仍然受到电缆状况，距离和电阻的影响。
在选择合适的逆变器时，无论是离网逆变器还是并网逆变器，都必须确保它与您使用的负载兼容。请注意设备制造电子表格上的电压，安培数和功率标准。有些产品具有说明最佳的电压和功率值，而有些则会说明它可以接受的最大电平。过度使用逆变器会有过热，火灾和早期设备故障的风险。
当遇到高于推荐的电压或电流时，关键组件诸如集成电路，电容器和mosfet等会过早失效。
在离网系统中，当逆变器连接到电池时，确保电池能够产生在逆变器上规定的足够电压和电流。一些电池具有不同的持续电流强度和峰值电流值。不断地以其峰值电流来消耗电池将对其寿命产生影响，例如，淹没铅酸蓄电池中的硫化。
请记住，当电池耗尽时，电压会降低，并且需要消耗更多电流来补偿功率转换。
负载计算对于离网逆变器非常重要。请勿连接可能会损耗变频器功率的设备。如果您有1000W的设备，如果将转换效率考虑在85-95％，则需要连接到能够提供净量1000W以上的逆变器，最好是1200W以上的逆变器。在高功率消耗下，逆变器将运行较热，因此会因热量而损失大量能量。
在并网逆变器中，考虑了太阳能光伏板的输出值。重要的考虑Voc（开路电压）和Isc（短路电流）。这将成为推向您的逆变器的最大值。在较寒冷的地区，如冬季多发地区，额外考虑将经校正的Voc与温度相关以防止过电压风险，因为太阳能光伏电池板将在低于25摄氏度的标准测试条件的较冷温度下产生较高电压。
如果串联连接太阳能光伏电池板，则Voc增加。如果您并联太阳能光伏电池板，Isc会加起来。确保连接的并网逆变器可以处理它。
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