Actualment, el sistema de generació d'energia fotovoltaica de la Xina és principalment un sistema de corrent continu, que és carregar l'energia elèctrica generada per la bateria solar i la bateria subministra directament energia a la càrrega. Per exemple, el sistema d'il·luminació solar domèstic al nord-oest de la Xina i el sistema d'alimentació de l'estació de microones lluny de la xarxa són tots sistemes de corrent continu. Aquest tipus de sistema té una estructura senzilla i de baix cost. Tanmateix, a causa de les diferents tensions de CC de càrrega (com ara 12V, 24V, 48V, etc.), és difícil aconseguir l'estandardització i la compatibilitat del sistema, especialment per a l'alimentació civil, ja que la majoria de les càrregues de CA s'utilitzen amb potència CC. . És difícil que la font d'energia fotovoltaica subministre electricitat per entrar al mercat com a mercaderia. A més, la generació d'energia fotovoltaica aconseguirà finalment un funcionament connectat a la xarxa, que ha d'adoptar un model de mercat madur. En el futur, els sistemes de generació d'energia fotovoltaica de CA es convertiran en el corrent principal de la generació d'energia fotovoltaica.
Els requisits del sistema de generació d'energia fotovoltaica per a l'alimentació d'inversor
El sistema de generació d'energia fotovoltaica que utilitza una sortida d'alimentació CA consta de quatre parts: matriu fotovoltaica, controlador de càrrega i descàrrega, bateria i inversor (el sistema de generació d'energia connectat a la xarxa generalment pot estalviar la bateria) i l'inversor és el component clau. La fotovoltaica té més requisits per als inversors:
1. Es requereix una alta eficiència. A causa de l'alt preu de les cèl·lules solars actualment, per tal de maximitzar l'ús de les cèl·lules solars i millorar l'eficiència del sistema, cal intentar millorar l'eficiència de l'inversor.
2. Es requereix una alta fiabilitat. Actualment, els sistemes de generació d'energia fotovoltaica s'utilitzen principalment en zones remotes, i moltes centrals elèctriques estan desateses i es mantenen. Això requereix que l'inversor tingui una estructura de circuit raonable, una selecció estricta de components i requereixi que l'inversor tingui diverses funcions de protecció, com ara la protecció de connexió de polaritat de CC d'entrada, protecció contra curtcircuits de sortida de CA, sobreescalfament, protecció contra sobrecàrregues, etc.
3. La tensió d'entrada de CC és necessària per tenir un ampli rang d'adaptació. Atès que la tensió terminal de la bateria canvia amb la càrrega i la intensitat de la llum solar, tot i que la bateria té un efecte important sobre la tensió de la bateria, la tensió de la bateria fluctua amb el canvi de la capacitat restant i la resistència interna de la bateria. Especialment quan la bateria està envellint, la seva tensió terminal varia molt. Per exemple, la tensió terminal d'una bateria de 12 V pot variar de 10 V a 16 V. Això requereix que l'inversor funcioni a una CC més gran Assegureu-vos el funcionament normal dins del rang de tensió d'entrada i assegureu-vos l'estabilitat de la tensió de sortida de CA.
4. En sistemes de generació d'energia fotovoltaica de mitjana i gran capacitat, la sortida de la font d'alimentació de l'inversor ha de ser una ona sinusoïdal amb menys distorsió. Això es deu al fet que en sistemes de mitjana i gran capacitat, si s'utilitza energia d'ona quadrada, la sortida contindrà més components harmònics i els harmònics més alts generaran pèrdues addicionals. Molts sistemes de generació d'energia fotovoltaica estan carregats amb equips de comunicació o instrumentació. L'equip té requisits més alts sobre la qualitat de la xarxa elèctrica. Quan els sistemes de generació d'energia fotovoltaica de mitjana i gran capacitat estan connectats a la xarxa, per tal d'evitar la contaminació elèctrica amb la xarxa pública, l'inversor també ha de produir un corrent d'ona sinusoïdal.
L'inversor converteix el corrent continu en corrent altern. Si la tensió de corrent continu és baixa, és augmentada per un transformador de corrent altern per obtenir una tensió i freqüència de corrent altern estàndard. Per als inversors de gran capacitat, a causa de l'alta tensió del bus de CC, la sortida de CA generalment no necessita un transformador per augmentar la tensió a 220 V. En els inversors de capacitat mitjana i petita, la tensió de CC és relativament baixa, com ara 12 V, per a 24 V, s'ha de dissenyar un circuit de reforç. Els inversors de capacitat mitjana i petita inclouen generalment circuits inversors push-pull, circuits inversors de pont complet i circuits inversors de reforç d'alta freqüència. Els circuits push-pull connecten l'endoll neutre del transformador d'impuls a la font d'alimentació positiva i dos tubs d'alimentació Funcionament alternatiu, sortida d'alimentació CA, perquè els transistors de potència estan connectats a la terra comú, els circuits d'accionament i control són senzills i perquè el transformador té una certa inductància de fuga, pot limitar el corrent de curtcircuit, millorant així la fiabilitat del circuit. El desavantatge és que la utilització del transformador és baixa i la capacitat de conduir càrregues inductives és deficient.
El circuit inversor de pont complet supera les deficiències del circuit push-pull. El transistor de potència ajusta l'amplada del pols de sortida i el valor efectiu de la tensió CA de sortida canvia en conseqüència. Com que el circuit té un bucle de roda lliure, fins i tot per a càrregues inductives, la forma d'ona de la tensió de sortida no es distorsionarà. L'inconvenient d'aquest circuit és que els transistors de potència dels braços superior i inferior no comparteixen el terra, per la qual cosa s'ha d'utilitzar un circuit d'accionament dedicat o una font d'alimentació aïllada. A més, per evitar la conducció comuna dels braços del pont superior i inferior, s'ha de dissenyar un circuit perquè s'apaga i després s'encengui, és a dir, s'ha d'establir un temps mort i l'estructura del circuit és més complicada.
La sortida del circuit push-pull i el circuit de pont complet ha d'afegir un transformador augmentador. Com que el transformador augmentador és de gran mida, baixa eficiència i més car, amb el desenvolupament de la tecnologia de l'electrònica de potència i la microelectrònica, s'utilitza la tecnologia de conversió d'elevació d'alta freqüència per aconseguir inversors. Pot realitzar un inversor d'alta densitat de potència. El circuit d'augment de la fase frontal d'aquest circuit inversor adopta una estructura push-pull, però la freqüència de treball és superior a 20KHz. El transformador d'impuls adopta un material de nucli magnètic d'alta freqüència, de manera que és de mida petita i de pes lleuger. Després de la inversió d'alta freqüència, es converteix en corrent altern d'alta freqüència mitjançant un transformador d'alta freqüència, i després s'obté un corrent continu d'alta tensió (generalment per sobre de 300 V) mitjançant un circuit de filtre rectificador d'alta freqüència, i després s'inverteix mitjançant un circuit inversor de freqüència de potència.
Amb aquesta estructura de circuit, la potència de l'inversor es millora molt, la pèrdua sense càrrega de l'inversor es redueix en conseqüència i l'eficiència es millora. El desavantatge del circuit és que el circuit és complicat i la fiabilitat és menor que els dos circuits anteriors.
Circuit de control del circuit inversor
Tots els circuits principals dels inversors esmentats han de ser realitzats mitjançant un circuit de control. En general, hi ha dos mètodes de control: ona quadrada i ona positiva i feble. El circuit d'alimentació inversor amb sortida d'ona quadrada és senzill, de baix cost, però de baixa eficiència i gran en components harmònics. . La sortida d'ona sinusoïdal és la tendència de desenvolupament dels inversors. Amb el desenvolupament de la tecnologia microelectrònica, també han sortit microprocessadors amb funcions PWM. Per tant, la tecnologia inversora per a la sortida d'ona sinusoïdal ha madurat.
1. Actualment, els inversors amb sortida d'ona quadrada utilitzen majoritàriament circuits integrats de modulació d'amplada de pols, com ara SG 3 525, TL 494, etc. La pràctica ha demostrat que l'ús de circuits integrats SG3525 i l'ús de FET de potència com a components de potència de commutació poden aconseguir inversors de rendiment i preu relativament alts. Com que el SG3525 té la capacitat d'accionar directament la capacitat dels FET de potència i té una font de referència interna i un amplificador operatiu i una funció de protecció de baixa tensió, de manera que el seu circuit perifèric és molt senzill.
2. El circuit integrat de control de l'inversor amb sortida d'ona sinusoïdal, el circuit de control de l'inversor amb sortida d'ona sinusoïdal es pot controlar mitjançant un microprocessador, com ara 80 C 196 MC produït per INTEL Corporation i produït per Motorola Company. MP 16 i PI C 16 C 73 produïts per MI-CRO CHIP Company, etc. Aquests ordinadors d'un sol xip tenen múltiples generadors PWM i poden configurar els braços del pont superior i superior. Durant el temps mort, utilitzeu el 80 C 196 MC de l'empresa INTEL per realitzar el circuit de sortida d'ona sinusoïdal, 80 C 196 MC per completar la generació del senyal d'ona sinusoïdal i detectar la tensió de sortida de CA per aconseguir l'estabilització de la tensió.
Selecció de dispositius de potència al circuit principal de l'inversor
L'elecció dels principals components de potència delinversorés molt important. Actualment, els components de potència més utilitzats inclouen els transistors de potència Darlington (BJT), els transistors d'efecte de camp de potència (MOS-F ET), els transistors de porta aïllada (IGB). T) i tiristor d'apagat (GTO), etc., els dispositius més utilitzats en sistemes de baixa tensió de petita capacitat són MOS FET, perquè MOS FET té una caiguda de tensió més baixa i més alta La freqüència de commutació d'IG BT és generalment utilitzat en sistemes d'alta tensió i de gran capacitat. Això es deu al fet que la resistència a l'estat de MOS FET augmenta amb l'augment de la tensió, i IG BT en sistemes de capacitat mitjana ocupa un avantatge més gran, mentre que en sistemes de capacitat súper gran (per sobre de 100 kVA), generalment s'utilitzen GTO. com a components de potència.
Hora de publicació: 21-octubre-2021
