Princip rada pretvarača:
Jezgra inverterskog uređaja je inverterski prekidački krug, koji se skraćeno naziva inverterski krug.Krug dovršava funkciju pretvarača uključivanjem i isključivanjem elektroničke sklopke napajanja.
Značajke:
(1) Potrebna je visoka učinkovitost.
Zbog trenutne visoke cijene solarnih ćelija, kako bismo maksimalno iskoristili solarne ćelije i poboljšali učinkovitost sustava, moramo pokušati poboljšati učinkovitost pretvarača.
(2) Potrebna je visoka pouzdanost.
Trenutačno se sustav fotonaponskih elektrana uglavnom koristi u udaljenim područjima, a mnoge elektrane su bez nadzora i održavane, što zahtijeva da pretvarač ima razumnu strujnu strukturu, strog odabir komponenti i zahtijeva da pretvarač ima različite zaštitne funkcije, kao što su kao što su: ulazna DC zaštita od obrnutog polariteta, AC izlazna zaštita od kratkog spoja, zaštita od pregrijavanja, zaštita od preopterećenja itd.
(3) Ulazni napon mora imati širi raspon prilagodbe.
Jer terminalni napon solarne ćelije varira s opterećenjem i intenzitetom sunčeve svjetlosti.Osobito kada baterija stari, njen napon na terminalu jako varira.Na primjer, za bateriju od 12 V, njen terminalni napon može varirati između 10 V i 16 V, što zahtijeva da pretvarač normalno radi unutar velikog raspona istosmjernog ulaznog napona.
Klasifikacija fotonaponskih pretvarača:
Postoji mnogo načina za klasifikaciju pretvarača.Na primjer, prema broju faza izlaznog izmjeničnog napona pretvarača, može se podijeliti na jednofazne pretvarače i trofazne pretvarače;Dijele se na tranzistorske pretvarače, tiristorske pretvarače i tiristorske pretvarače.Prema principu inverterskog kruga, također se može podijeliti na pretvarač samopobuđenih oscilacija, pretvarač stepenaste valne superpozicije i pretvarač modulacije širine impulsa.Prema primjeni u sustavu spojenom na mrežu ili sustavu izvan mreže, može se podijeliti na pretvarač spojen na mrežu i pretvarač izvan mreže.Kako bi se optoelektroničkim korisnicima olakšao odabir pretvarača, ovdje su samo pretvarači klasificirani prema različitim primjenjivim prilikama.
1. Centralizirani pretvarač
Tehnologija centraliziranog pretvarača sastoji se u tome da je nekoliko paralelnih fotonaponskih nizova spojeno na DC ulaz istog centraliziranog pretvarača.Općenito, trofazni IGBT moduli snage koriste se za veliku snagu, a tranzistori s efektom polja koriste se za malu snagu.DSP pretvara regulator kako bi poboljšao kvalitetu generirane energije, čineći je vrlo bliskom struji sinusnog vala, koja se obično koristi u sustavima za velike fotonaponske elektrane (>10kW).Najveća značajka je da je snaga sustava velika, a trošak nizak, ali zato što izlazni napon i struja različitih PV nizova često nisu potpuno usklađeni (osobito kada su PV nizovi djelomično blokirani zbog zamućenja, sjene, mrlja , itd.), usvojen je centralizirani pretvarač.Promjena načina će dovesti do smanjenja učinkovitosti inverterskog procesa i smanjenja energije korisnika električne energije.U isto vrijeme, na pouzdanost proizvodnje električne energije cijelog fotonaponskog sustava utječe loše radno stanje grupe fotonaponskih jedinica.Najnoviji smjer istraživanja je korištenje kontrole prostorne vektorske modulacije i razvoj nove topološke veze pretvarača za postizanje visoke učinkovitosti u uvjetima djelomičnog opterećenja.
2. String inverter
String inverter se temelji na modularnom konceptu.Svaki PV niz (1-5kw) prolazi kroz pretvarač, ima praćenje maksimalne vršne snage na istosmjernoj strani i paralelno je spojen na izmjeničnoj strani.Najpopularniji pretvarač na tržištu.
Mnoge velike fotonaponske elektrane koriste string invertere.Prednost je u tome što na njega ne utječu razlike u modulima i sjenčanje između nizova, a istovremeno se smanjuje neusklađenost između optimalne radne točke fotonaponskih modula i pretvarača, čime se povećava proizvodnja električne energije.Ove tehničke prednosti ne samo da smanjuju troškove sustava, već i povećavaju pouzdanost sustava.Istodobno se uvodi koncept "master-slave" između nizova, tako da sustav može povezati nekoliko grupa fotonaponskih nizova zajedno i pustiti jedan ili više njih da rade pod uvjetom da jedan niz energije ne može proizvesti rad jednog pretvarača., čime se proizvodi više električne energije.
Najnoviji koncept je da nekoliko pretvarača međusobno formiraju „tim“ umjesto koncepta „master-slave“, što pouzdanost sustava čini korak dalje.Trenutačno dominiraju strujni pretvarači bez transformatora.
3. Mikro pretvarač
U tradicionalnom fotonaponskom sustavu, DC ulazni kraj svakog string invertora povezan je u seriju s oko 10 fotonaponskih panela.Kada je 10 ploča spojenih u seriju, ako jedna ne radi dobro, to će utjecati na ovaj niz.Ako se isti MPPT koristi za višestruke ulaze pretvarača, to će također utjecati na sve ulaze, uvelike smanjujući učinkovitost proizvodnje električne energije.U praktičnim primjenama, različiti čimbenici okluzije kao što su oblaci, drveće, dimnjaci, životinje, prašina, led i snijeg uzrokovat će gore navedene čimbenike, a situacija je vrlo česta.U fotonaponskom sustavu mikro-invertera, svaka ploča je spojena na mikro-inverter.Kada jedna od ploča ne radi dobro, to će utjecati samo na ovu ploču.Svi ostali PV paneli će raditi optimalno, čineći cjelokupni sustav učinkovitijim i generirajući više energije.U praktičnim primjenama, ako string inverter zakaže, to će uzrokovati prestanak rada nekoliko kilovata solarnih panela, dok je utjecaj kvara mikroinvertora prilično mali.
4. Optimizator snage
Ugradnja optimizatora snage u solarni sustav za proizvodnju energije može uvelike poboljšati učinkovitost pretvorbe i pojednostaviti funkcije pretvarača radi smanjenja troškova.Kako bi se ostvario pametni sustav za proizvodnju solarne energije, uređaj za optimizaciju snage uređaja može učiniti da svaka solarna ćelija ima najbolje performanse i nadzirati status potrošnje baterije u bilo kojem trenutku.Optimizator snage je uređaj između sustava za proizvodnju električne energije i pretvarača, a njegova glavna zadaća je zamijeniti izvornu funkciju praćenja optimalne točke snage pretvarača.Optimizator snage izvodi iznimno brzo skeniranje optimalnog praćenja točke snage analogno pojednostavljivanjem kruga i jedna solarna ćelija odgovara optimizatoru snage, tako da svaka solarna ćelija može doista postići optimalno praćenje točke snage. Dodatno, status baterije može biti nadzirati bilo kada i bilo gdje umetanjem komunikacijskog čipa, a problem se može odmah prijaviti kako bi ga nadležno osoblje što prije otklonilo.
Funkcija fotonaponskog pretvarača
Inverter ne samo da ima funkciju DC-AC pretvorbe, već također ima funkciju maksimiziranja performansi solarne ćelije i funkciju zaštite sustava od greške.Ukratko, postoje funkcije automatskog rada i isključivanja, funkcija kontrole praćenja maksimalne snage, funkcija protiv neovisnog rada (za sustav spojen na mrežu), funkcija automatskog podešavanja napona (za sustav spojen na mrežu), funkcija otkrivanja istosmjerne struje (za sustav spojen na mrežu). povezani sustav), funkcija otkrivanja istosmjernog uzemljenja (za sustave spojene na mrežu).Ovdje je kratki uvod u funkcije automatskog rada i isključivanja te funkciju kontrole praćenja maksimalne snage.
(1) Automatski rad i funkcija zaustavljanja
Nakon izlaska sunca u jutarnjim satima, intenzitet sunčevog zračenja postupno raste, a povećava se i snaga solarne ćelije.Kada se postigne izlazna snaga potrebna pretvaraču, pretvarač počinje raditi automatski.Nakon puštanja u rad, pretvarač će cijelo vrijeme pratiti izlaz modula solarne ćelije.Sve dok je izlazna snaga modula solarne ćelije veća od izlazne snage potrebne za rad pretvarača, pretvarač će nastaviti raditi;prestat će sa zalaskom sunca, čak i ako je oblačno i kišovito.Inverter također može raditi.Kada izlaz modula solarne ćelije postane manji i izlaz pretvarača je blizu 0, pretvarač će formirati stanje pripravnosti.
(2) Kontrolna funkcija praćenja maksimalne snage
Izlaz modula solarnih ćelija varira ovisno o intenzitetu sunčevog zračenja i temperaturi samog modula solarnih ćelija (temperatura čipa).Osim toga, budući da modul solarne ćelije ima karakteristiku da napon opada s povećanjem struje, postoji optimalna radna točka u kojoj se može postići maksimalna snaga.Mijenja se intenzitet sunčevog zračenja, a očito se mijenja i optimalna radna točka.U odnosu na ove promjene, radna točka modula solarnih ćelija uvijek je na točki maksimalne snage, a sustav uvijek dobiva maksimalnu izlaznu snagu iz modula solarnih ćelija.Ova kontrola je kontrola praćenja maksimalne snage.Najveća značajka invertera za solarne sustave je da uključuju funkciju praćenja maksimalne snage (MPPT).
Vrijeme objave: 26. listopada 2022
