Princip činnosti měniče:
Jádrem invertorového zařízení je obvod invertorového spínače, který je zkráceně označován jako invertorový obvod.Obvod dokončí funkci invertoru zapnutím a vypnutím výkonového elektronického spínače.
Funkce:
(1) Vyžaduje se vysoká účinnost.
Vzhledem k vysoké ceně solárních článků v současnosti, abychom maximalizovali využití solárních článků a zlepšili účinnost systému, musíme se pokusit zlepšit účinnost střídače.
(2) Vyžaduje se vysoká spolehlivost.
V současné době se systém fotovoltaických elektráren používá hlavně v odlehlých oblastech a mnoho elektráren je bez dozoru a je udržováno, což vyžaduje, aby měl střídač rozumnou obvodovou strukturu, přísný výběr komponent a vyžaduje, aby měl střídač různé ochranné funkce, např. jako: ochrana proti přepólování vstupu DC, ochrana proti zkratu AC výstupu, přehřátí, ochrana proti přetížení atd.
(3) Vyžaduje se, aby vstupní napětí mělo širší rozsah přizpůsobení.
Protože svorkové napětí solárního článku se mění v závislosti na zatížení a intenzitě slunečního záření.Zejména při stárnutí baterie se její svorkové napětí značně liší.Například u 12V baterie se její svorkové napětí může lišit mezi 10V a 16V, což vyžaduje, aby střídač normálně pracoval ve velkém rozsahu vstupního stejnosměrného napětí.
Klasifikace fotovoltaických střídačů：
Existuje mnoho způsobů, jak klasifikovat měniče.Například podle počtu fází výstupu střídavého napětí měničem jej lze rozdělit na jednofázové měniče a třífázové měniče;Dělí se na tranzistorové měniče, tyristorové měniče a vypínací tyristorové měniče.Podle principu invertorového obvodu jej lze také rozdělit na samobuzený oscilační invertor, superpoziční invertor se stupňovitou vlnou a invertor s pulzně šířkovou modulací.Podle použití v systému připojeném k síti nebo v systému mimo síť je možné jej rozdělit na střídač připojený k síti a střídač mimo síť.Abychom uživatelům optoelektroniky usnadnili výběr měničů, zde jsou pouze měniče klasifikovány podle různých použitelných příležitostí.
1. Centralizovaný střídač
Technologie centralizovaného střídače spočívá v tom, že několik paralelních fotovoltaických řetězců je připojeno ke vstupu DC stejného centralizovaného střídače.Obecně se pro vysoký výkon používají třífázové výkonové moduly IGBT a pro nízký výkon se používají tranzistory s efektem pole.DSP převádí regulátor tak, aby zlepšil kvalitu generované energie, čímž se velmi blíží sinusovému proudu, který se obvykle používá v systémech pro velké fotovoltaické elektrárny (>10 kW).Největším rysem je, že výkon systému je vysoký a náklady jsou nízké, ale protože výstupní napětí a proud různých FV řetězců často nejsou zcela sladěny (zejména když jsou FV řetězce částečně blokovány kvůli zataženosti, stínu, skvrnám). atd.), je použit centralizovaný střídač.Změna způsobu povede ke snížení účinnosti invertorového procesu a snížení energie odběratelů elektřiny.Spolehlivost výroby energie celého fotovoltaického systému je přitom ovlivněna špatným provozním stavem skupiny fotovoltaických bloků.Nejnovějším směrem výzkumu je využití řízení prostorové vektorové modulace a vývoj nového topologického zapojení střídačů pro získání vysoké účinnosti za podmínek částečného zatížení.
2. Stringový měnič
Stringový střídač je založen na modulární koncepci.Každý FV řetězec (1-5kw) prochází střídačem, má sledování maximálního výkonu na DC straně a je zapojen paralelně na AC straně.Nejoblíbenější invertor na trhu.
Mnoho velkých fotovoltaických elektráren používá řetězcové střídače.Výhodou je, že není ovlivněn modulovými rozdíly a stíněním mezi stringy a zároveň snižuje nesoulad mezi optimálním pracovním bodem fotovoltaických modulů a střídače, čímž se zvyšuje výroba energie.Tyto technické výhody nejen snižují náklady na systém, ale také zvyšují spolehlivost systému.Zároveň je mezi stringy zaveden koncept „master-slave“, takže systém může spojit několik skupin fotovoltaických stringů dohromady a nechat jeden nebo více z nich pracovat za podmínky, že jediný řetězec energie nemůže vyrobit práce s jedním invertorem., čímž se vyrábí více elektřiny.
Nejnovější koncept spočívá v tom, že několik střídačů tvoří mezi sebou „tým“ namísto konceptu „master-slave“, což činí spolehlivost systému o krok dále.V současnosti dominují beztransformátorové strunné střídače.
3. Mikro invertor
V tradičním fotovoltaickém systému je stejnosměrný vstupní konec každého stringového střídače zapojen do série přibližně 10 fotovoltaickými panely.Pokud je 10 panelů zapojeno do série, pokud jeden nefunguje správně, bude tento řetězec ovlivněn.Pokud je stejný MPPT použit pro více vstupů měniče, budou ovlivněny také všechny vstupy, což značně sníží účinnost výroby energie.V praktických aplikacích způsobí výše uvedené faktory různé okluzní faktory, jako jsou mraky, stromy, komíny, zvířata, prach, led a sníh, a situace je velmi častá.Ve fotovoltaickém systému mikrostřídačů je každý panel spojen s mikrostřídačem.Pokud některý z panelů nefunguje správně, bude ovlivněn pouze tento panel.Všechny ostatní FV panely budou fungovat optimálně, díky čemuž bude celý systém efektivnější a bude generovat více energie.V praktických aplikacích, pokud selže řetězový invertor, způsobí to selhání několika kilowattů solárních panelů, zatímco dopad selhání mikroměniče je poměrně malý.
4. Optimalizátor výkonu
Instalace optimalizátoru výkonu do solárního systému výroby energie může výrazně zlepšit účinnost konverze a zjednodušit funkce střídače, aby se snížily náklady.Aby bylo možné realizovat inteligentní systém výroby solární energie, může optimalizátor výkonu zařízení skutečně zajistit, aby každý solární článek podával nejlepší výkon a kdykoli monitoroval stav spotřeby baterie.Optimalizátor výkonu je zařízení mezi systémem výroby elektrické energie a střídačem a jeho hlavním úkolem je nahradit původní funkci sledování optimálního výkonu střídačů.Optimalizátor výkonu provádí extrémně rychlé skenování optimálního bodu výkonu analogicky zjednodušením obvodu a jeden solární článek odpovídá optimalizátoru výkonu, takže každý solární článek může skutečně dosáhnout optimálního sledování bodu výkonu, Kromě toho lze stav baterie monitorován kdykoli a kdekoli vložením komunikačního čipu a problém lze okamžitě nahlásit, aby jej příslušný personál mohl co nejdříve opravit.
Funkce fotovoltaického střídače
Střídač má nejen funkci DC-AC konverze, ale má také funkci maximalizace výkonu solárního článku a funkci ochrany proti poruchám systému.Abychom to shrnuli, existují funkce automatického provozu a vypnutí, funkce sledování maximálního výkonu, funkce proti nezávislému provozu (pro systém připojený k síti), funkce automatického nastavení napětí (pro systém připojený k síti), funkce detekce DC (pro síť připojený systém), funkce detekce uzemnění DC (pro systémy připojené k síti).Zde je stručný úvod k funkcím automatického provozu a vypínání a funkci řízení sledování maximálního výkonu.
(1) Funkce automatického provozu a zastavení
Po ranním východu slunce se intenzita slunečního záření postupně zvyšuje a zvyšuje se i výkon solárního článku.Po dosažení výstupního výkonu požadovaného měničem se měnič automaticky spustí.Po uvedení do provozu bude střídač neustále sledovat výkon modulu solárních článků.Dokud je výstupní výkon modulu solárních článků vyšší než výstupní výkon potřebný pro provoz střídače, bude střídač pokračovat v provozu;zastaví se při západu slunce, i když je zataženo a deštivo.Invertor může také fungovat.Když se výkon modulu solárních článků zmenší a výkon střídače se blíží 0, přejde střídač do pohotovostního stavu.
(2) Funkce řízení sledování maximálního výkonu
Výkon modulu solárního článku se mění s intenzitou slunečního záření a teplotou samotného modulu solárního článku (teplota čipu).Kromě toho, protože modul solárních článků má tu vlastnost, že napětí klesá s rostoucím proudem, existuje optimální pracovní bod, kde lze získat maximální výkon.Mění se intenzita slunečního záření a samozřejmě se mění i optimální pracovní bod.Vzhledem k těmto změnám je pracovní bod modulu solárních článků vždy na bodu maximálního výkonu a systém vždy získává maximální výstupní výkon z modulu solárního článku.Tento ovládací prvek je ovládáním sledování maximálního výkonu.Největší vlastností střídačů pro solární systémy je, že obsahují funkci sledování bodu maximálního výkonu (MPPT).
Čas odeslání: 26. října 2022
