Načelo delovanja pretvornika:
Jedro inverterske naprave je stikalno vezje inverterja, ki ga na kratko imenujemo invertersko vezje.Vezje dopolnjuje funkcijo pretvornika z vklopom in izklopom močnostnega elektronskega stikala.
Lastnosti:
(1) Zahtevana je visoka učinkovitost.
Zaradi visoke cene sončnih celic v sedanjem času moramo za čim večji izkoristek sončnih celic in izboljšanje učinkovitosti sistema poskušati izboljšati učinkovitost razsmernika.
(2) Zahtevana je visoka zanesljivost.
Trenutno se sistem fotonapetostnih elektrarn uporablja predvsem na oddaljenih območjih, številne elektrarne pa so nenadzorovane in vzdrževane, kar zahteva, da ima pretvornik razumno strukturo vezja, strogo izbiro komponent in zahteva, da ima pretvornik različne zaščitne funkcije, kot kot: zaščita pred obratno polariteto vhodnega enosmernega toka, zaščita pred kratkim stikom izhodnega izmeničnega toka, zaščita pred pregrevanjem, zaščita pred preobremenitvijo itd.
(3) Vhodna napetost mora imeti širši obseg prilagajanja.
Ker se priključna napetost sončne celice spreminja z obremenitvijo in intenzivnostjo sončne svetlobe.Zlasti ko se baterija stara, se njena napetost na sponkah močno spreminja.Na primer, za 12-voltno baterijo lahko njena priključna napetost variira med 10 in 16 V, kar zahteva, da pretvornik normalno deluje v širokem območju enosmerne vhodne napetosti.
Klasifikacija fotovoltaičnih pretvornikov:
Obstaja veliko načinov za razvrščanje pretvornikov.Na primer, glede na število faz izhodne izmenične napetosti pretvornika ga lahko razdelimo na enofazne pretvornike in trifazne pretvornike;Razdeljeni na tranzistorske inverterje, tiristorske inverterje in izklopne tiristorske inverterje.Glede na načelo inverterskega vezja ga lahko razdelimo tudi na pretvornik samovzbujenega nihanja, pretvornik s superpozicijo s stopničastimi valovi in pretvornik s širinsko modulacijo impulza.Glede na uporabo v omrežnem ali izvenomrežnem sistemu ga lahko razdelimo na omrežni razsmernik in izvenomrežni razsmernik.Da bi uporabnikom optoelektronike olajšali izbiro razsmernikov, so tukaj samo razsmerniki razvrščeni glede na različne primerne priložnosti.
1. Centralizirani pretvornik
Tehnologija centraliziranega razsmernika je, da je več vzporednih fotovoltaičnih nizov priključenih na vhod DC istega centraliziranega pretvornika.Na splošno se za visoko moč uporabljajo trifazni napajalni moduli IGBT, za nizko moč pa tranzistorji z učinkom polja.DSP pretvori krmilnik za izboljšanje kakovosti ustvarjene energije, zaradi česar je zelo blizu sinusnemu toku, ki se običajno uporablja v sistemih za velike fotonapetostne elektrarne (>10kW).Največja značilnost je, da je moč sistema visoka in stroški nizki, a ker se izhodna napetost in tok različnih fotonapetostnih nizov pogosto ne ujemata popolnoma (še posebej, če so fotonapetostni nizi delno blokirani zaradi motnosti, sence, madežev). , itd.), se sprejme centralizirani pretvornik.Sprememba načina bo povzročila zmanjšanje učinkovitosti inverterskega procesa in zmanjšanje energije porabnikov električne energije.Hkrati pa na zanesljivost proizvodnje električne energije celotnega fotovoltaičnega sistema vpliva slabo delovno stanje skupine fotovoltaičnih enot.Najnovejša usmeritev raziskav je uporaba krmiljenja prostorske vektorske modulacije in razvoj nove topološke povezave pretvornikov za doseganje visoke učinkovitosti v pogojih delne obremenitve.
2. Vrtni pretvornik
Strunski pretvornik temelji na modularnem konceptu.Vsak fotonapetostni niz (1-5kw) poteka skozi pretvornik, ima sledenje največje konične moči na strani DC in je vzporedno povezan na strani AC.Najbolj priljubljen inverter na trgu.
Veliko velikih fotonapetostnih elektrarn uporablja string inverterje.Prednost je v tem, da nanj ne vplivajo razlike v modulih in senčenje med nizi, hkrati pa zmanjša neusklajenost med optimalno delovno točko fotovoltaičnih modulov in pretvornikom, s čimer se poveča proizvodnja električne energije.Te tehnične prednosti ne le zmanjšajo stroške sistema, ampak tudi povečajo zanesljivost sistema.Hkrati je med nizi uveden koncept »master-slave«, tako da lahko sistem poveže več skupin fotovoltaičnih nizov skupaj in pusti enega ali več od njih delovati pod pogojem, da en sam niz energije ne more proizvesti. deluje en inverter., s čimer proizvede več električne energije.
Najnovejši koncept je, da več razsmernikov tvori »ekipo« med seboj namesto koncepta »master-slave«, zaradi česar je zanesljivost sistema še korak dlje.Trenutno prevladujejo string inverterji brez transformatorjev.
3. Mikro pretvornik
V tradicionalnem fotovoltaičnem sistemu je vhodni konec enosmernega toka vsakega strunskega pretvornika zaporedno povezan s približno 10 fotovoltaičnimi paneli.Ko je zaporedno povezanih 10 plošč, bo to vplivalo na ta niz, če ena ne deluje dobro.Če se isti MPPT uporablja za več vhodov pretvornika, bodo prizadeti tudi vsi vhodi, kar močno zmanjša učinkovitost proizvodnje električne energije.V praktičnih aplikacijah bodo različni dejavniki okluzije, kot so oblaki, drevesa, dimniki, živali, prah, led in sneg, povzročili zgoraj navedene dejavnike, in situacija je zelo pogosta.V fotonapetostnem sistemu mikrorazsmernika je vsaka plošča povezana z mikrorazsmernikom.Če ena od plošč ne deluje dobro, bo prizadeta samo ta plošča.Vsi drugi fotonapetostni paneli bodo delovali optimalno, s čimer bo celoten sistem bolj učinkovit in ustvaril več energije.V praktičnih aplikacijah, če strunski pretvornik odpove, bo to povzročilo nedelovanje več kilovatov sončnih kolektorjev, medtem ko je vpliv okvare mikro pretvornika precej majhen.
4. Optimizator moči
Namestitev optimizatorja moči v sistem za proizvodnjo sončne energije lahko močno izboljša učinkovitost pretvorbe in poenostavi funkcije pretvornika za zmanjšanje stroškov.Za uresničitev pametnega sistema za proizvodnjo sončne energije lahko optimizator moči naprave resnično zagotovi, da vsaka sončna celica deluje najbolje in kadar koli spremlja stanje porabe baterije.Optimizator moči je naprava med sistemom za proizvodnjo električne energije in pretvornikom, njegova glavna naloga pa je nadomestiti prvotno funkcijo sledenja optimalne točke moči pretvornika.Optimizator moči izvaja izjemno hitro skeniranje optimalne točke moči po analogiji s poenostavitvijo vezja in ena sončna celica ustreza optimizatorju moči, tako da lahko vsaka sončna celica resnično doseže optimalno sledenje moči. Poleg tega je lahko stanje baterije spremljati kadarkoli in kjer koli z vstavitvijo komunikacijskega čipa, težavo pa je mogoče prijaviti takoj, da jo lahko ustrezno osebje čim prej odpravi.
Funkcija fotovoltaičnega pretvornika
Inverter nima samo funkcije pretvorbe DC-AC, ampak ima tudi funkcijo maksimiranja zmogljivosti sončne celice in funkcijo zaščite pred napakami sistema.Če povzamemo, obstajajo funkcije samodejnega delovanja in izklopa, funkcija nadzora sledenja največje moči, funkcija proti neodvisnemu delovanju (za omrežni sistem), funkcija samodejne prilagoditve napetosti (za omrežni sistem), funkcija zaznavanja enosmernega toka (za omrežni sistem). povezan sistem), funkcija zaznavanja ozemljitve enosmernega toka (za sisteme, povezane z omrežjem).Tukaj je kratek uvod v funkcije samodejnega delovanja in izklopa ter funkcijo nadzora sledenja največje moči.
(1) Samodejno delovanje in funkcija zaustavitve
Zjutraj po sončnem vzhodu intenzivnost sončnega sevanja postopoma narašča, povečuje pa se tudi moč sončne celice.Ko je dosežena izhodna moč, ki jo zahteva razsmernik, začne pretvornik delovati samodejno.Po začetku delovanja bo pretvornik ves čas spremljal izhod modula sončne celice.Dokler je izhodna moč modula sončne celice večja od izhodne moči, ki je potrebna za delovanje pretvornika, bo pretvornik še naprej deloval;prenehala bo ob sončnem zahodu, tudi če bo oblačno in deževno.Inverter lahko tudi deluje.Ko se izhod modula sončne celice zmanjša in je izhod pretvornika blizu 0, pretvornik preide v stanje pripravljenosti.
(2) Nadzorna funkcija sledenja največje moči
Izhodna moč modula sončne celice se spreminja z intenzivnostjo sončnega sevanja in temperaturo samega modula sončne celice (temperatura čipa).Poleg tega, ker ima modul sončne celice značilnost, da napetost pada s povečanjem toka, obstaja optimalna delovna točka, kjer je mogoče doseči največjo moč.Spreminja se intenzivnost sončnega obsevanja in očitno se spreminja tudi optimalna delovna točka.Glede na te spremembe je delovna točka modula sončne celice vedno na točki največje moči in sistem vedno pridobi največjo izhodno moč iz modula sončne celice.Ta nadzor je nadzor sledenja največje moči.Največja značilnost razsmernikov za solarne sisteme je, da vključujejo funkcijo sledenja maksimalne moči (MPPT).
Čas objave: 26. oktober 2022
