Dall'articolo per comprendere il principio di lavoro degli inverter fotovoltaici!

Principio di lavoro e caratteristiche Principio di lavoro: il nucleo del dispositivo Inverter è il circuito di commutazione Inverter, indicato in breve come circuito dell'inverter. Questo circuito completa la funzione dell'inverter accendendo e spento l'interruttore elettronico di alimentazione. Caratteristiche: (1) è richiesta un'alta efficienza. A causa dell'elevato prezzo delle celle solari, al fine di massimizzare l'uso di celle solari e migliorare l'efficienza del sistema, dobbiamo provare a migliorare l'efficienza dell'inverter. (2) È richiesta un'alta affidabilità. Al momento, i sistemi di stazioni di potenza fotovoltaica sono utilizzati principalmente in aree remote. Molte stazioni elettriche sono incustoditi e mantenute. Ciò richiede che gli inverter abbiano una struttura a circuito ragionevole, una rigorosa selezione dei componenti e richiedono che gli inverter abbiano varie funzioni di protezione, ad esempio: protezione inversa della polarità della CC in ingresso, protezione da cortocircuito in uscita CA, surriscaldamento, protezione da sovraccarico, ecc. (3) È necessaria la tensione di ingresso per avere una vasta gamma di adattamenti. Perché la tensione terminale della cella solare cambia con il carico e l'intensità della luce solare. Soprattutto quando la batteria è invecchiata, la sua tensione terminale varia ampiamente. Ad esempio, la tensione del terminale di una batteria da 12 V può variare da 10 V a 16 V, che richiede all'inverter per garantire un funzionamento normale all'interno di un intervallo di tensione di ingresso CC maggiore.

Classificazione dell'inverter fotovoltaico Esistono molti metodi per la classificazione dell'inverter, ad esempio: in base al numero di fasi della tensione CA di uscita dell'inverter, può essere diviso in inverter monofase e inverter trifase; Secondo i dispositivi a semiconduttore utilizzati nell'inverter, diversi tipi possono essere divisi in inverter a transistor, inverter a tiristore e inverter di tiroraio. Secondo il principio del circuito dell'inverter, può essere diviso in inverter di oscillazione autolesi, inverter di sovrapposizione a gradini e inverter di modulazione della larghezza di impulso. Secondo l'applicazione nel sistema connesso alla griglia o nel sistema off-grid, può essere diviso in inverter collegato alla griglia e inverter off-grid. Al fine di facilitare la selezione di inverter per gli utenti fotovoltaici, la classificazione si basa solo sulle diverse occasioni applicabili degli inverter.

1. La tecnologia centralizzata dell'inverter centralizzata è che diverse stringhe fotovoltaiche parallele sono collegate all'estremità di ingresso CC dello stesso inverter centralizzato. Generalmente, i moduli di potenza IGBT trifase vengono utilizzati per l'alta potenza e l'uso di transistor a bassa potenza sul campo, mentre utilizzano il controller di conversione DSP per migliorare la qualità dell'energia elettrica generata, rendendolo molto vicino alla corrente di onda di sinuso La caratteristica più grande è l'alta potenza e il basso costo del sistema. Tuttavia, poiché la tensione di uscita e la corrente di diverse stringhe fotovoltaiche spesso non sono completamente abbinate (specialmente quando le stringhe fotovoltaiche sono parzialmente ombreggiate a causa di nuvolosi, tonalità, macchie, ecc.), Viene adottata l'inversione centralizzata. Il metodo di cambiamento guiderà a una diminuzione dell'efficienza del processo inverter e una diminuzione dell'energia degli utenti di elettricità. Allo stesso tempo, l'affidabilità della generazione di energia dell'intero sistema fotovoltaico è influenzata dal cattivo stato di lavoro di un gruppo di unità fotovoltaica. L'ultima direzione di ricerca è l'uso del controllo della modulazione del vettore spaziale e lo sviluppo di nuove connessioni di topologia inverter per ottenere elevata efficienza in condizioni di carico parziali.

2. Inverter String INVERTERS STRUE si basano sul concetto modulare. Ogni stringa fotovoltaica (1-5KW) passa attraverso un inverter e ha Max. Power Peak Tracking all'estremità DC. La connessione parallela e griglia è diventata l'inverter più popolare nel mercato internazionale. Molte grandi centrali fotovoltaiche utilizzano inverter di stringhe. Il vantaggio è che non è influenzato dalle differenze del modulo e dalle ombre tra le stringhe e allo stesso tempo riduce la mancata corrispondenza tra il miglior punto di lavoro del modulo fotovoltaico e l'inverter, aumentando così la generazione di energia. Questi vantaggi tecnici non solo riducono il costo del sistema, ma aumentano anche l'affidabilità del sistema. Allo stesso tempo, il concetto di "master-slave" viene introdotto tra le stringhe, il che fa collegare insieme diverse stringhe fotovoltaiche e lascia che una o più di esse funzioni quando una singola stringa di energia elettrica non può far funzionare un singolo inverter. , Per produrre più elettricità. L'ultimo concetto è che diversi inverter formano un "team" per sostituire il concetto "master-slave", che rende l'affidabilità del sistema un ulteriore passo avanti. Attualmente, gli inverter a stringa Transformer hanno preso la guida.

3. Micro-inverter Nel tradizionale sistema fotovoltaico, il terminale di ingresso CC di ciascun inverter di stringa sarà collegato in serie da circa 10 pannelli fotovoltaici. Quando uno dei 10 pannelli collegati in serie non funziona bene, questa stringa sarà interessata. Se l'inverter utilizza lo stesso MPPT per più input, ogni input sarà influenzato, riducendo notevolmente l'efficienza della generazione di energia. In applicazioni pratiche, vari fattori di protezione come nuvole, alberi, camini, animali, polvere, ghiaccio e neve causano i fattori di cui sopra e la situazione è molto comune. Nel sistema fotovoltaico del micro-inverter, ciascun pannello è collegato a un micro-inverter. Quando uno dei pannelli non funziona bene, solo questo sarà interessato. Tutti gli altri pannelli fotovoltaici funzionano nelle migliori condizioni di lavoro, rendendo il sistema complessivo più efficiente e generando più potenza. Nelle applicazioni pratiche, se l'inverter di stringa fallisce, ciò causerà funzionare i pannelli di diversi chilowatt e l'impatto del fallimento del micro-inverter è piuttosto piccolo.

4. Ottimizzatore di alimentazione L'installazione di un ottimizzatore di alimentazione (ottimizzatore) nel sistema di generazione di energia solare può migliorare notevolmente la efficienza di conversione e semplificare la funzione Inverter (Inverter) per ridurre i costi. Al fine di realizzare un sistema di generazione di energia solare intelligente, l'ottimizzatore di alimentazione del dispositivo può garantire che ogni cella solare eserciti le prestazioni migliori e monitora lo stato del consumo della batteria in qualsiasi momento. Power Optimizer è un dispositivo tra il sistema di generazione di energia e l'inverter. L'attività principale è sostituire la funzione di tracciamento del punto di potenza migliore originale dell'inverter. L'ottimizzatore di potenza utilizza l'analogia per eseguire scansioni di tracciamento dei punti di alimentazione molto migliori semplificando il circuito e una singola cella solare corrisponde a un ottimizzatore di potenza, in modo che ogni cella solare possa effettivamente ottenere il miglior monitoraggio dei punti di potenza in aggiunta, è anche possibile monitorare lo stato della batteria in qualsiasi momento e ovunque inserendo un chip di comunicazione, segnalare i problemi in tempo reale e consentire al personale relativo a ripararli il più presto possibile. La funzione dell'inverter fotovoltaico L'inverter non ha solo la funzione della conversione diretta a AC, ma ha anche la funzione di Max. Le prestazioni della cella solare e la funzione della protezione del guasto del sistema. In sintesi, ci sono funzioni automatiche di funzionamento e arresto, max. Funzione di controllo del monitoraggio dell'alimentazione, funzione di funzionamento anti-singolo (per sistema connesso alla griglia), funzione di regolazione della tensione automatica (per sistema connesso alla griglia), funzione di rilevamento DC (per sistema connesso alla griglia), funzione di rilevamento della messa a terra DC (per sistema connesso alla griglia). Ecco una breve introduzione all'operazione automatica e alle funzioni di spegnimento e al massimo. Funzione di controllo del monitoraggio dell'alimentazione.

(1) La funzione di funzionamento automatico e arresto dopo l'alba al mattino, l'intensità della radiazione solare aumenta gradualmente e aumenta anche l'uscita della batteria solare. Quando viene raggiunta la potenza di uscita richiesta dall'inverter, l'inverter inizia automaticamente a funzionare. Dopo aver inserito l'operazione, l'inverter monitorerà sempre l'output dei componenti delle celle solari. Finché la potenza di uscita dei componenti delle celle solari è maggiore della potenza di uscita richiesta dall'inverter, l'inverter continuerà a funzionare; Si fermerà fino al tramonto, anche se è nuvoloso o piovoso. L'inverter può anche essere gestito. Quando l'output del modulo di cella solare si riduce e l'uscita dell'inverter si avvicina 0, l'inverter entra in uno stato di standby.

; Inoltre, poiché il modulo delle celle solari ha la caratteristica che la tensione diminuisce con l'aumento della corrente, esiste un punto operativo migliore che può ottenere il massimo. energia. L'intensità delle radiazioni solari sta cambiando e ovviamente anche il miglior punto operativo sta cambiando. Rispetto a questi cambiamenti, il punto operativo del modulo di cella solare è sempre al massimo. Power Point e il sistema ottiene sempre il massimo. Output di alimentazione dal modulo cella solare. Questo tipo di controllo è il massimo. Controllo del monitoraggio dell'alimentazione. La più grande caratteristica dell'inverter utilizzato nel sistema di generazione di energia solare è che include la funzione del monitoraggio massimo dei punti di alimentazione (MPPT).

I principali indicatori tecnici degli inverter fotovoltaici

1. La stabilità della tensione di uscita in un sistema fotovoltaico, l'energia elettrica generata dalla cella solare è conservato dalla batteria e quindi convertita in una corrente alternata a 220 V o 380 V attraverso l'inverter. Tuttavia, la batteria è influenzata dalla propria ricarica e scarica e la sua tensione di uscita varia ampiamente. Ad esempio, la batteria nominale da 12 V può variare da 10,8 a 14,4 V (superando questo intervallo può causare danni alla batteria). Per un inverter qualificato, quando la tensione del terminale di ingresso cambia all'interno di questo intervallo, la variazione della sua tensione di uscita a stato stazionario non dovrebbe superare Plusmn; 5% del valore nominale. Allo stesso tempo, quando il carico cambia improvvisamente, la sua deviazione di tensione di uscita non dovrebbe superare il ± 10% del valore nominale.

2. Disturbo della forma d'onda della tensione di uscita per inverter di onde sinusoidali, il max. Dovrebbe essere specificata la distorsione della forma d'onda consentita (o il contenuto armonico). Di solito espresso dalla distorsione totale della forma d'onda della tensione di uscita, il suo valore non dovrebbe superare il 5% (l'uscita monofase consente L0%). Poiché l'uscita di corrente armonica di alto ordine da parte dell'inverter produrrà perdite aggiuntive come le correnti parassite sul carico induttivo, se la distorsione della forma d'onda dell'inverter è troppo grande, causerà un serio riscaldamento dei componenti di carico, il che non è favorevole alla sicurezza delle apparecchiature elettriche e colpisce seriamente l'efficienza operativa del sistema. 3. Frequenza di uscita nominale per carichi che includono motori, come lavatrici, frigoriferi, ecc., Poiché il miglior punto operativo della frequenza del motore è 50Hz, troppo alto o troppo basso, una frequenza causerà il riscaldamento delle apparecchiature, riducendo l'efficienza operativa e la durata del sistema. Pertanto, la frequenza di uscita dell'inverter dovrebbe essere un valore relativamente stabile, di solito 50Hz, e la sua deviazione dovrebbe essere all'interno di PlusMn; l% in condizioni di lavoro normali.

4. Il fattore di potenza del carico rappresenta la capacità dell'inverter di trasportare carichi induttivi o capacitivi. Il fattore di potenza di carico dell'inverter di onda sinusoidale è da 0,7 a 0,9 e il valore nominale è 0,9. Nel caso di una determinata potenza di carico, se il fattore di potenza dell'inverter è basso, la capacità dell'inverter richiesto aumenterà. Da un lato, il costo aumenterà e aumenterà la potenza apparente del circuito CA del sistema fotovoltaico. All'aumentare dell'attuale, le perdite aumenteranno inevitabilmente e anche l'efficienza del sistema diminuirà.

5. Efficienza dell'inverter L'efficienza di un inverter si riferisce al rapporto tra la sua potenza di uscita e la sua potenza di input in condizioni di lavoro specificate, espressa in percentuale. In generale, l'efficienza nominale di un inverter fotovoltaico si riferisce a un carico puramente resistivo. , Efficienza al carico dell'80%. Poiché il costo complessivo del sistema fotovoltaico è relativamente elevato, l'efficienza dell'inverter fotovoltaico dovrebbe essere massimizzata, il costo del sistema dovrebbe essere ridotto e le prestazioni dei costi del sistema fotovoltaico dovrebbero essere migliorate. Al momento, l'efficienza nominale degli inverter tradizionali è compresa tra l'80%e il 95%e l'efficienza degli inverter a bassa potenza deve essere non inferiore all'85%. Nel processo di progettazione effettivo del sistema fotovoltaico, non solo l'inverter ad alta efficienza dovrebbe essere selezionato, ma anche la ragionevole configurazione del sistema dovrebbe essere adottata per far funzionare il carico del sistema fotovoltaico vicino al miglior punto di efficienza il più possibile.

6. corrente di uscita nominale (o capacità di uscita nominale)

Indica la corrente di uscita nominale dell'inverter all'interno dell'intervallo di potenza di carico specificato. Alcuni prodotti inverter forniscono la capacità di uscita nominale e l'unità è espressa in VA o KVA. La capacità nominale dell'inverter è quando il fattore di potenza di uscita è 1 (cioè carico resistivo puro), la tensione di uscita nominale è il prodotto della corrente di uscita nominale. 7. Misure di protezione Un inverter con prestazioni eccellenti dovrebbero anche avere funzioni o misure di protezione complete per gestire varie situazioni anormali durante l'uso effettivo, in modo da proteggere l'inverter stesso e altri componenti del sistema. (1) Protettore di sottotensione di ingresso: quando la tensione di ingresso è inferiore all'85% della tensione nominale, l'inverter deve essere protetto e visualizzato. (2) Protettore di sovratensione di ingresso: quando la tensione di ingresso è superiore al 130% della tensione nominale, l'inverter deve essere protetto e visualizzato. (3) Protezione da sovracorrente: la protezione eccessiva dell'inverter dovrebbe essere in grado di garantire un'azione tempestiva quando il carico è corto circuito o la corrente supera il valore consentito per proteggerlo dal danno corrente di aumento. Quando la corrente di lavoro supera il 150% del nominato, l'inverter dovrebbe essere in grado di proteggere automaticamente. (4) Il tempo di azione della protezione del corto circuito dell'inverter della protezione del corto circuito di uscita non deve superare 0,5 secondi. (5) Protezione della connessione inversa di ingresso: quando i terminali di input positivi e negativi sono collegati reversamente, l'inverter dovrebbe avere una funzione di protezione e una visualizzazione. (6) Protezione dei fulmini: l'inverter dovrebbe avere la protezione dei fulmini.

(7) Protezione eccessiva di temperatura, ecc. Inoltre, per gli inverter senza misure di stabilizzazione della tensione, l'inverter dovrebbe anche avere misure di protezione da sovratensione in uscita per proteggere il carico da danni da sovratensione. 8. Le caratteristiche iniziali rappresentano la capacità dell'inverter di iniziare con il carico e le sue prestazioni durante il funzionamento dinamico. L'inverter dovrebbe essere garantito per iniziare in modo affidabile sotto carico nominale. 9. Rumore: trasformatori, induttori del filtro, interruttori elettromagnetici, ventole e altri componenti nelle apparecchiature elettroniche di alimentazione genereranno rumore. Quando l'inverter ha un funzionamento normale, il suo rumore non deve superare 80 dB e il rumore di un piccolo inverter non deve superare i 65 dB. Abilità di selezione La selezione degli inverter deve considerare il 1 ° di avere una capacità di valutazione sufficiente per soddisfare i requisiti delle apparecchiature per l'energia elettrica sotto il massimo. carico. Per un inverter con un singolo dispositivo come carico, la selezione della sua capacità nominale è relativamente semplice. Quando l'attrezzatura elettrica è un carico resistivo puro o il fattore di alimentazione è maggiore di 0,9, la capacità nominale dell'inverter viene selezionata per essere da 1,1 a 1,15 volte la capacità dell'apparecchiatura elettrica. Allo stesso tempo, l'inverter dovrebbe anche avere la capacità di resistere all'impatto dei carichi capacitivi e induttivi. Per carichi induttivi generali, come motori, frigoriferi, condizionatori d'aria, lavatrici, pompe d'acqua ad alta potenza, ecc. All'inizio, la potenza istantanea può essere 5-6 volte la sua potenza nominale. In questo momento, l'inverter durerà una grande potenza istantanea. ondeggiare. Per tali sistemi, la capacità nominale dell'inverter dovrebbe avere un margine sufficiente per garantire che il carico possa essere avviato in modo affidabile e l'inverter ad alte prestazioni può essere avviato a pieno carico per molte volte senza danneggiare i dispositivi di alimentazione. Per la propria sicurezza, i piccoli inverter a volte devono utilizzare l'inizio del soft start o della corrente di corrente. Precauzioni e manutenzione dell'installazione

1. Prima dell'installazione, verificare se l'inverter è danneggiato durante il trasporto.

2. Quando si sceglie il sito di installazione, è necessario garantire che non vi siano interferenze da qualsiasi altra apparecchiatura elettronica nell'area circostante.

3. Prima di creare collegamenti elettrici, assicurarsi di utilizzare materiali opachi per coprire i pannelli fotovoltaici o scollegare l'interruttore laterale CC. Esposizione alla luce solare, gli array fotovoltaici genereranno tensioni pericolose.

4. Tutte le operazioni di installazione devono essere completate solo dal personale professionale e tecnico.

5. I cavi utilizzati nel sistema di generazione di energia del sistema fotovoltaico devono essere saldamente collegati, ben isolati e di specifiche appropriate. La tendenza dello sviluppo per gli inverter solari, il miglioramento dell'efficienza di conversione del potere è un argomento eterno, ma quando l'efficienza del sistema sta diventando sempre più alta, si avvicina sempre al 100%, ulteriori miglioramenti dell'efficienza saranno accompagnati da prestazioni a basso costo. Pertanto, come mantenere un'alta efficienza e mantenere una buona competitività dei prezzi sarà attualmente un argomento importante. Rispetto agli sforzi per migliorare l'efficienza degli inverter, come migliorare l'efficienza dell'intero sistema di inverter sta diventando gradualmente un altro problema importante per i sistemi di energia solare. In un array solare, quando appare un'ombra parziale del 2 ~ 3% dell'area, per un inverter con una funzione MPPT, quando la potenza di uscita del sistema è cattiva, ci sarà persino un calo di potenza di circa il 20%! Per adattarsi meglio a situazioni come questa, è molto efficace utilizzare le funzioni di controllo di controllo individuale o più MPPT per moduli solari singoli o parziali. Poiché il sistema di inverter è nello stato del funzionamento connesso alla griglia, la perdita del sistema a terra causerà gravi problemi di sicurezza; Inoltre, al fine di migliorare l'efficienza del sistema, più array solari sono collegati in serie per formare un'alta tensione di uscita CC; A causa del verificarsi di condizioni anormali tra gli elettrodi, è facile produrre un arco DC. A causa dell'elevata tensione CC, è molto difficile estinguere l'arco ed è molto facile causare un incendio. Con l'adozione diffusa di sistemi di inverter solare, i problemi di sicurezza del sistema saranno anche una parte importante della tecnologia degli inverter. Inoltre, il sistema di alimentazione sta inaugurando in intelligenza。

Il rapido sviluppo e la divulgazione della tecnologia della rete elettrica. Un gran numero di nuovi sistemi di energia solare e altri nuovi sono collegati alla rete, il che pone nuove sfide tecniche alla stabilità del sistema di rete intelligente. La progettazione di un sistema di inverter che può essere più rapidamente, accuratamente e intelligentemente compatibile con le griglie intelligenti diventerà una condizione necessaria per i sistemi di inverter solare in futuro.

In generale, lo sviluppo della tecnologia degli inverter è sviluppato con lo sviluppo della tecnologia elettronica di potenza, della tecnologia microelettronica e della moderna teoria del controllo. Con il passare del tempo, la tecnologia dell'inverter si sta sviluppando nella direzione di frequenza più elevata, maggiore potenza, maggiore efficienza e volume più piccolo.