Jelenleg Kína fotovoltaikus energiatermelő rendszere elsősorban egy DC rendszer, amelynek célja a napelemes akkumulátor által generált elektromos energia feltöltése, és az akkumulátor közvetlenül a terhelést biztosítja. Például a Kína északnyugati részén lévő napelemes háztartási világítási rendszer és a hálózattól távol lévő mikrohullámú állomás tápegység mind DC rendszer. Az ilyen típusú rendszernek egyszerű felépítése és olcsó költsége van. Ugyanakkor a különböző terhelési egyenáramok (például 12 V, 24 V, 48 V stb.) Ennek köszönhetően nehéz elérni a rendszer szabványosítását és kompatibilitását, különösen a polgári hatalom esetében, mivel az AC -terhelések nagy részét DC -energiával használják. A fotovoltaikus tápegység számára nehéz, hogy az áramellátás árucikkként lépjen be a piacra. Ezenkívül a fotovoltaikus energiatermelés végül eléri a rácshoz kapcsolódó működést, amelynek érett piaci modellt kell alkalmaznia. A jövőben az AC fotovoltaikus energiatermelő rendszerek lesznek a fotovoltaikus energiatermelés mainstreamjévé.
A fotovoltaikus energiatermelő rendszer követelményei az inverter tápegységére
A fotovoltaikus energiatermelő rendszer AC teljesítménytermelést használva négy részből áll: fotovoltaikus tömb, töltés- és kisülési vezérlő, akkumulátor és inverter (a rácshoz csatlakoztatott energiatermelő rendszer általában megmentheti az akkumulátort), és a frekvenciaváltó a kulcselem. A fotovoltaikus magasabb követelményekkel rendelkezik az inverterekre:
1. Nagy hatékonyságra van szükség. A napelemes napelemek magas árának köszönhetően a napelemek használatának maximalizálása és a rendszer hatékonyságának javítása érdekében meg kell próbálni javítani az inverter hatékonyságát.
2. Nagy megbízhatóság szükséges. Jelenleg a fotovoltaikus energiatermelő rendszereket elsősorban távoli területeken használják, és sok erőművét felügyelet nélkül és karbantartják. Ez megköveteli a frekvenciaváltó számára, hogy ésszerű áramkör -struktúrával, szigorú alkatrészválasztással, és a frekvenciaváltó számára különféle védelmi funkciókkal kell rendelkeznie, mint például a bemeneti DC polaritású csatlakozás védelme, AC kimeneti rövidzárlati védelem, túlmelegedés, túlterhelésvédelem stb.
3. Mivel az akkumulátor terminál feszültsége a napfény terhelésével és intenzitásával változik, bár az akkumulátor fontos hatással van az akkumulátor feszültségére, az akkumulátor feszültsége ingadozik az akkumulátor fennmaradó kapacitásának és a belső ellenállásnak a megváltozásával. Különösen akkor, ha az akkumulátor öregszik, a terminál feszültsége nagyon eltérő. Például egy 12 V -os akkumulátor terminálfeszültsége 10 V -től 16 V -ig változhat. Ehhez a frekvenciaváltóhoz nagyobb DC -vel kell működnie, biztosítsa a normál működést a bemeneti feszültségtartományon belül, és biztosítsa az AC kimeneti feszültség stabilitását.
4. Közepes és nagy kapacitású fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben az inverter tápegységének kimenetének szinuszhullámnak kell lennie, kevesebb torzítással. Ennek oka az, hogy közepes és nagy kapacitású rendszerekben, ha négyszöghullámú teljesítményt használnak, a kimenet több harmonikus alkatrészt tartalmaz, és a magasabb harmonikusok további veszteségeket okoznak. Számos fotovoltaikus energiatermelő rendszert töltenek be kommunikációs vagy műszeres berendezésekkel. A berendezésnek magasabb követelményei vannak az elektromos hálózat minőségére. Amikor a közepes és nagy kapacitású fotovoltaikus energiatermelő rendszereket a rácshoz csatlakoztatják, hogy elkerüljék a közszennyezést a nyilvános rácsnál, akkor a frekvenciaváltónak szintén szükség van a szinuszhullám-áram kiadására.
Az inverter az egyenáramot váltakozó árammá alakítja. Ha a közvetlen áramfeszültség alacsony, akkor egy váltakozó áramtranszformátor növeli azt, hogy szabványos váltakozó áramfeszültséget és frekvenciát kapjon. A nagy kapacitású inverterek esetében, a magas DC buszfeszültség miatt, az AC kimenetnek általában nincs szüksége transzformátorra, hogy a feszültséget 220 V-ra növelje. A közepes és kis kapacitású inverterekben az egyenáramú feszültség viszonylag alacsony, például 12 V, 24 V-os esetben a Boost áramkört kell megtervezni. A közepes és kis kapacitású inverterek általában push-pull inverter áramköröket, teljes híd-inverter áramköröket és nagyfrekvenciás lendületes inverter áramköröket tartalmaznak. A push-pull áramkörök összekapcsolják a Boost transzformátor semleges dugóját a pozitív tápegységbe, és két tápcsövét alternatív munka, a kimeneti AC teljesítmény, mivel az energia tranzisztorok a közös talajhoz vannak csatlakoztatva, a meghajtó és a vezérlő áramkörök egyszerűek, és mivel a transzformátornak van egy bizonyos szivárgási induktivitása, korlátozhatja a rövidzárlatot, ezáltal javítva az áramkör megbízhatóságát. A hátrány az, hogy a transzformátor felhasználása alacsony, és az induktív terhelések vezetésének képessége rossz.
A teljes híd-inverter áramkör legyőzi a push-pull áramkör hiányosságait. A teljesítmény -tranzisztor beállítja a kimeneti impulzus szélességét, és a kimeneti AC feszültség tényleges értéke ennek megfelelően megváltozik. Mivel az áramkörnek van egy szabadon forgó hurok, még induktív terhelések esetén is, a kimeneti feszültség hullámforma nem torzul. Ennek az áramkörnek az a hátránya, hogy a felső és az alsó karok teljesítmény -tranzisztorai nem osztják meg a talajt, ezért külön meghajtó áramkört vagy izolált tápegységet kell használni. Ezenkívül a felső és az alsó hídkarok általános vezetésének megakadályozása érdekében az áramkört ki kell tervezni, majd be kell kapcsolni, azaz holtidőt kell beállítani, és az áramkör szerkezete bonyolultabb.
A push-pull áramkör és a teljes híd áramkör kimenetének hozzá kell adnia egy fokozatú transzformátort. Mivel a fokozatos transzformátor nagy méretű, alacsony hatékonyságú és drágább, a teljesítményelektronika és a mikroelektronika technológiájának fejlesztésével a nagyfrekvenciás lépcsőzetes konverziós technológiát a fordított eléréséhez használják, ez a nagy teljesítmény-sűrűség-inverter megvalósításához. Ennek a frekvenciaváltó áramkörének első stádiumú boost-áramköre a push-pull struktúrát alkalmazza, de a munkamenőség meghaladja a 20 kHz-t. A Boost Transformer magas frekvenciájú mágneses mag anyagot alkalmaz, tehát kicsi méretű és könnyű. A magas frekvenciájú inverzió után nagyfrekvenciás váltakozó árammá alakulnak át egy nagyfrekvenciás transzformátoron keresztül, majd a nagyfeszültségű egyenáramot (általában 300 V felett) egy nagyfrekvenciás egyenirányító szűrő áramkörön keresztül kapják meg, majd egy energiafrekvenciás frekvenciaváltó áramkörön keresztül fordítják.
Ezzel az áramkör szerkezetével az inverter ereje jelentősen javul, a frekvenciaváltó terhelés nélküli vesztesége ennek megfelelően csökken, és a hatékonyság javul. Az áramkör hátránya, hogy az áramkör bonyolult, és a megbízhatóság alacsonyabb, mint a fenti két áramkör.
Frekvenciaváltó áramkör
A fent említett frekvenciaváltók fő áramköreit vezérlőáramkörrel kell megvalósítani. Általában két kontroll módszer létezik: négyzethullám, pozitív és gyenge hullám. A négyzethullámú kimenettel rendelkező inverter tápegység egyszerű, alacsony költségű, de alacsony hatékonyságú és nagy a harmonikus alkatrészekben. - A szinuszhullám kimenete az inverterek fejlesztési trendje. A mikroelektronikai technológia fejlesztésével a PWM funkciókkal rendelkező mikroprocesszorok is megjelentek. Ezért a szinuszhullám kimenetének inverter technológiája érett.
1. A négyzethullámú kimenetű inverterek jelenleg többnyire impulzusszélesség-modulációval integrált áramköröket használnak, mint például az SG 3 525, TL 494 és így tovább. A gyakorlat bebizonyította, hogy az SG3525 integrált áramkörök használata és a Power FET -ek kapcsolási energiakomponensekként történő felhasználása viszonylag nagy teljesítményt és árinvertereket érhet el. Mivel az SG3525 képes közvetlenül meghajtani a Power FET -képességet, és belső referencia -forrás és működési erősítő és alulfeszültség -védelmi funkcióval rendelkezik, tehát perifériás áramköre nagyon egyszerű.
2. MP 16 és PI C 16 C 73, amelyet a Mi-Cro Chip Company stb. A halott idő alatt használja az Intel Company 80 C 196 MC -jét, hogy megvalósítsa a szinuszhullám kimeneti áramkört, 80 C 196 MC -t a szinuszhullám -jel előállításához, és észlelje az AC kimeneti feszültségét a feszültség stabilizációjának elérése érdekében.
Az energiakészülékek kiválasztása a frekvenciaváltó fő áramkörében
A fő energiakomponensek választásainverternagyon fontos. Jelenleg a leggyakrabban használt energiakomponensek közé tartozik a Darlington Power Transistors (BJT), a Power Field Effect tranzisztorok (MOS-F ET), a szigetelt kapu tranzisztorok (IGB). T) és kikapcsoló tirisztor (GTO) stb., A kis kapacitású alacsony feszültségű rendszerek leggyakrabban használt eszközei a MOS FET, mivel a MOS FET alacsonyabb állapotú feszültségcsökkenéssel rendelkezik, és magasabb az IG BT kapcsolási gyakoriságát. Ennek oka az, hogy a MOS FET állami ellenállása növekszik a feszültség növekedésével, és az IG BT közepes kapacitású rendszerekben nagyobb előnyt jelent, míg a szuper nagy kapacitású (100 kVA feletti) rendszerekben a GTO-kat általában energiakomponensekként használják.
A postai idő: október-21-2021
