Principio de funcionamento e características do inversor fotovoltaico

Principio de funcionamento do inversor:

O núcleo do dispositivo inversor é o circuíto de interruptor inversor, que se denomina circuíto inversor para abreviar.O circuíto completa a función do inversor conectando e apagando o interruptor electrónico de alimentación.

Características:

(1) Requírese unha alta eficiencia.

Debido ao alto prezo das células solares na actualidade, para maximizar a utilización das células solares e mellorar a eficiencia do sistema, debemos tratar de mellorar a eficiencia do inversor.

(2) Requírese unha alta fiabilidade.

Na actualidade, o sistema de central eléctrica fotovoltaica utilízase principalmente en áreas remotas e moitas centrais eléctricas están desatendidas e mantidas, o que require que o inversor teña unha estrutura de circuíto razoable, unha selección estrita de compoñentes e que o inversor teña varias funcións de protección, como como: protección inversa polaridade de entrada de CC, protección contra curtocircuítos de saída de CA, sobrequecemento, protección contra sobrecarga, etc.

(3) A tensión de entrada é necesaria para ter un rango de adaptación máis amplo.

Porque a tensión terminal da célula solar varía coa carga e coa intensidade da luz solar.Especialmente cando a batería está envellecida, a súa tensión terminal varía moito.Por exemplo, para unha batería de 12 V, a súa tensión de terminal pode variar entre 10 V e 16 V, o que require que o inversor funcione normalmente dentro dun gran intervalo de tensión de entrada de CC.

Clasificación de inversores fotovoltaicos:

Hai moitas formas de clasificar os inversores.Por exemplo, segundo o número de fases da saída de tensión de CA polo inversor, pódese dividir en inversores monofásicos e inversores trifásicos;Dividido en inversores de transistores, inversores de tiristores e inversores de tiristores de apagado.Segundo o principio do circuíto inversor, tamén se pode dividir en inversor de oscilación autoexcitada, inversor de superposición de ondas escalonadas e inversor de modulación de ancho de pulso.Segundo a aplicación en sistema conectado á rede ou sistema fóra da rede, pódese dividir en inversor conectado á rede e inversor fóra da rede.Co fin de facilitar aos usuarios de optoelectrónicos a elección de inversores, aquí só se clasifican os inversores segundo as distintas ocasións aplicables.

1. Inversor centralizado

A tecnoloxía do inversor centralizado consiste en que varias cadeas fotovoltaicas paralelas están conectadas á entrada de CC do mesmo inversor centralizado.Xeralmente, os módulos de potencia IGBT trifásicos úsanse para alta potencia e os transistores de efecto de campo úsanse para baixa potencia.O DSP converte o controlador para mellorar a calidade da enerxía xerada, facéndoo moi próximo a unha corrente de onda sinusoidal, normalmente utilizada nos sistemas de grandes centrais fotovoltaicas (>10kW).A maior característica é que a potencia do sistema é alta e o custo é baixo, pero porque a tensión de saída e a corrente das diferentes cadeas fotovoltaicas adoitan non coincidir completamente (especialmente cando as cadeas fotovoltaicas están parcialmente bloqueadas debido a manchas nubradas, sombras e , etc.), adóptase o inversor centralizado.O cambio de camiño levará á redución da eficiencia do proceso inversor e á diminución da enerxía dos usuarios eléctricos.Ao mesmo tempo, a fiabilidade da xeración de enerxía de todo o sistema fotovoltaico vese afectada polo mal estado de funcionamento dun grupo de unidades fotovoltaicas.A última dirección de investigación é o uso do control de modulación vectorial espacial e o desenvolvemento de novas conexións topolóxicas de inversores para obter unha alta eficiencia en condicións de carga parcial.

2. Inversor de cordas

O inversor de cadea baséase no concepto modular.Cada cadea fotovoltaica (1-5kw) pasa por un inversor, ten o seguimento máximo de potencia no lado de CC e está conectada en paralelo no lado de CA.O inversor máis popular do mercado.

Moitas grandes centrais fotovoltaicas usan inversores de corda.A vantaxe é que non se ve afectado polas diferenzas de módulos e o sombreado entre as cadeas, e ao mesmo tempo reduce o desaxuste entre o punto de funcionamento óptimo dos módulos fotovoltaicos e o inversor, aumentando así a xeración de enerxía.Estas vantaxes técnicas non só reducen o custo do sistema, senón que tamén aumentan a fiabilidade do sistema.Ao mesmo tempo, introdúcese o concepto de "mestre-escravo" entre as cordas, de xeito que o sistema pode conectar varios grupos de cordas fotovoltaicas entre si e deixar que unha ou varias delas funcionen a condición de que unha única cadea de enerxía non poida producir. un único inversor funciona., producindo así máis electricidade.

O último concepto é que varios inversores forman un "equipo" entre si en lugar do concepto "mestre-escravo", o que fai que a fiabilidade do sistema sexa un paso máis.Na actualidade, dominan os inversores de cadea sen transformador.

3. Micro inversor

Nun sistema fotovoltaico tradicional, o extremo de entrada de CC de cada inversor de cadea está conectado en serie por uns 10 paneis fotovoltaicos.Cando se conectan 10 paneis en serie, se un non funciona ben, esta cadea verase afectada.Se se usa o mesmo MPPT para varias entradas do inversor, todas as entradas tamén se verán afectadas, reducindo moito a eficiencia de xeración de enerxía.En aplicacións prácticas, varios factores de oclusión como nubes, árbores, chemineas, animais, po, xeo e neve provocarán os factores anteriores, e a situación é moi común.No sistema fotovoltaico do micro-inversor, cada panel está conectado a un micro-inversor.Cando un dos paneis non funciona ben, só se verá afectado.Todos os demais paneis fotovoltaicos funcionarán de forma óptima, facendo que o sistema xeral sexa máis eficiente e xerando máis enerxía.En aplicacións prácticas, se o inversor de cadea falla, fará que varios quilovatios de paneis solares fallen, mentres que o impacto da falla do microinversor é bastante pequeno.

4. Optimizador de enerxía

A instalación dun optimizador de enerxía nun sistema de xeración de enerxía solar pode mellorar moito a eficiencia de conversión e simplificar as funcións do inversor para reducir os custos.Para realizar un sistema de xeración de enerxía solar intelixente, o optimizador de enerxía do dispositivo pode realmente facer que cada célula solar realice o seu mellor rendemento e supervisar o estado de consumo da batería en calquera momento.O optimizador de enerxía é un dispositivo entre o sistema de xeración de enerxía e o inversor, e a súa principal tarefa é substituír a función de seguimento do punto de enerxía óptimo orixinal do inversor.O optimizador de enerxía realiza unha exploración de seguimento óptimo do punto de enerxía extremadamente rápido por analoxía ao simplificar o circuíto e unha única célula solar corresponde a un optimizador de enerxía, de xeito que cada célula solar pode realmente lograr o seguimento óptimo do punto de enerxía. Ademais, o estado da batería pode ser supervisado en calquera momento e en calquera lugar mediante a inserción dun chip de comunicación, e o problema pode ser comunicado inmediatamente para que o persoal pertinente poida reparalo canto antes.

Función do inversor fotovoltaico

O inversor non só ten a función de conversión DC-AC, senón que tamén ten a función de maximizar o rendemento da célula solar e a función de protección contra fallos do sistema.En resumo, hai funcións automáticas de operación e apagado, función de control de seguimento de potencia máxima, función de operación antiindependente (para sistemas conectados á rede), función de axuste automático de tensión (para sistemas conectados á rede), función de detección de CC (para sistemas conectados á rede). sistema conectado), Función de detección de conexión a tierra de CC (para sistemas conectados a la red).Aquí tes unha breve introdución ao funcionamento automático e funcións de apagado e á función de control de seguimento de potencia máxima.

(1) Funcionamento automático e función de parada

Despois do amencer pola mañá, a intensidade da radiación solar aumenta gradualmente e a saída da célula solar tamén aumenta.Cando se alcanza a potencia de saída requirida polo inversor, o inversor comeza a funcionar automaticamente.Despois de entrar en funcionamento, o inversor supervisará a saída do módulo de células solares todo o tempo.Mentres a potencia de saída do módulo de células solares sexa maior que a potencia de saída necesaria para que o inversor funcione, o inversor seguirá funcionando;parará ao pór do sol, aínda que estea nubrado e chove.O inversor tamén pode funcionar.Cando a saída do módulo de células solares se fai máis pequena e a saída do inversor está preto de 0, o inversor formará un estado de espera.

(2) Función de control de seguimento de potencia máxima

A saída dun módulo de célula solar varía coa intensidade da radiación solar e a temperatura do propio módulo de célula solar (temperatura do chip).Ademais, dado que o módulo de células solares ten a característica de que a tensión diminúe co aumento da corrente, existe un punto de funcionamento óptimo onde se pode obter a máxima potencia.A intensidade da radiación solar está cambiando e, obviamente, tamén está cambiando o punto de traballo óptimo.En relación a estes cambios, o punto de funcionamento do módulo de célula solar está sempre no punto de máxima potencia e o sistema sempre obtén a potencia máxima de saída do módulo de célula solar.Este control é o control de seguimento de potencia máxima.A maior característica dos inversores para sistemas de enerxía solar é que inclúen a función de seguimento do punto de máxima potencia (MPPT).