Şu anda, Çin'in fotovoltaik enerji üretim sistemi esas olarak güneş pili tarafından üretilen elektrik enerjisini şarj eden bir DC sistemidir ve pil doğrudan yüke güç sağlar. Örneğin, Kuzeybatı Çin'deki güneş enerjili ev aydınlatma sistemi ve şebekeden uzaktaki mikrodalga istasyonu güç kaynağı sisteminin tamamı DC sistemidir. Bu tip sistemler basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir. Ancak farklı yük DC gerilimleri nedeniyle (12V, 24V, 48V vb.), AC yüklerin çoğu DC güçle kullanıldığından, özellikle sivil güç için sistemin standardizasyonunu ve uyumluluğunu sağlamak zordur. . Fotovoltaik güç kaynağının elektriği tedarik ederek pazara bir emtia olarak girmesi zordur. Ek olarak, fotovoltaik enerji üretimi eninde sonunda olgun bir piyasa modelini benimsemesi gereken şebekeye bağlı işletime ulaşacaktır. Gelecekte, AC fotovoltaik enerji üretim sistemleri, fotovoltaik enerji üretiminin ana akımı haline gelecektir.
İnverter güç kaynağı için fotovoltaik enerji üretim sisteminin gereksinimleri
AC güç çıkışını kullanan fotovoltaik enerji üretim sistemi dört bölümden oluşur: fotovoltaik dizi, şarj ve deşarj kontrolörü, akü ve invertör (şebeke bağlantılı enerji üretim sistemi genellikle aküden tasarruf edebilir) ve invertör temel bileşendir. Fotovoltaik invertörler için daha yüksek gereksinimlere sahiptir:
1. Yüksek verimlilik gereklidir. Günümüzde güneş pillerinin yüksek fiyatı nedeniyle, güneş pillerinin kullanımını maksimuma çıkarmak ve sistem verimliliğini artırmak için invertörün verimliliğini artırmaya çalışmak gerekir.
2. Yüksek güvenilirlik gereklidir. Şu anda, fotovoltaik enerji üretim sistemleri esas olarak uzak bölgelerde kullanılmaktadır ve birçok enerji santralinde bakım yapılmamakta ve bakım yapılmamaktadır. Bu, invertörün makul bir devre yapısına, sıkı bileşen seçimine sahip olmasını ve invertörün giriş DC Polarite bağlantı koruması, AC çıkış kısa devre koruması, aşırı ısınma, aşırı yük koruması vb. gibi çeşitli koruma fonksiyonlarına sahip olmasını gerektirir.
3. DC giriş voltajının geniş bir adaptasyon aralığına sahip olması gerekir. Akünün terminal voltajı, yüke ve güneş ışığının yoğunluğuna bağlı olarak değiştiğinden, akünün akü voltajı üzerinde önemli bir etkisi olmasına rağmen, akünün kalan kapasitesinin ve iç direncinin değişmesiyle akü voltajı dalgalanır. Özellikle pil eskidiğinde terminal voltajı büyük ölçüde değişir. Örneğin, 12 V'luk bir akünün terminal voltajı 10 V ila 16 V arasında değişebilir. Bu, invertörün daha büyük bir DC'de çalışmasını gerektirir. Giriş voltajı aralığında normal çalışmayı ve AC çıkış voltajının stabilitesini sağlayın.
4. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik enerji üretim sistemlerinde, invertör güç kaynağının çıkışı, daha az bozulmaya sahip sinüs dalgası olmalıdır. Bunun nedeni, orta ve büyük kapasiteli sistemlerde kare dalga gücünün kullanılması durumunda çıkışın daha fazla harmonik bileşen içermesi ve daha yüksek harmoniklerin ek kayıplar oluşturmasıdır. Birçok fotovoltaik enerji üretim sistemi iletişim veya enstrümantasyon ekipmanıyla yüklenir. Ekipmanın elektrik şebekesinin kalitesi konusunda daha yüksek gereksinimleri vardır. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik enerji üretim sistemleri şebekeye bağlandığında, kamu şebekesindeki güç kirliliğini önlemek amacıyla invertörün ayrıca sinüs dalgası akımı çıkışı sağlaması gerekir.
İnvertör doğru akımı alternatif akıma dönüştürür. Doğru akım voltajı düşükse, alternatif akım trafosu ile güçlendirilerek standart bir alternatif akım voltajı ve frekansı elde edilir. Büyük kapasiteli invertörler için, yüksek DC bara voltajı nedeniyle, AC çıkışı genellikle voltajı 220V'a yükseltmek için bir transformatöre ihtiyaç duymaz. Orta ve küçük kapasiteli invertörlerde DC gerilimi 12V gibi nispeten düşüktür. 24V için ise boost devresi tasarlanmalıdır. Orta ve küçük kapasiteli invertörler genellikle itme-çekme invertör devrelerini, tam köprü invertör devrelerini ve yüksek frekanslı boost invertör devrelerini içerir. İtme-çekme devreleri, yükseltme transformatörünün nötr fişini pozitif güç kaynağına ve iki güç tüpüne bağlar Alternatif çalışma, çıkış AC gücü, çünkü güç transistörleri ortak toprağa bağlı olduğundan, sürücü ve kontrol devreleri basittir ve çünkü Transformatörün belirli bir kaçak endüktansı vardır, kısa devre akımını sınırlayabilir, böylece devrenin güvenilirliğini artırabilir. Dezavantajı ise transformatör kullanımının düşük olması ve endüktif yükleri çalıştırma yeteneğinin zayıf olmasıdır.
Tam köprü invertör devresi, itme-çekme devresinin eksikliklerinin üstesinden gelir. Güç transistörü çıkış darbe genişliğini ayarlar ve çıkış AC voltajının etkin değeri buna göre değişir. Devrenin serbest döngüye sahip olması nedeniyle endüktif yükler için bile çıkış voltajı dalga biçimi bozulmayacaktır. Bu devrenin dezavantajı, üst ve alt kolların güç transistörlerinin toprağı paylaşmamasıdır, bu nedenle özel bir sürücü devresi veya izole edilmiş bir güç kaynağı kullanılmalıdır. Ayrıca üst ve alt köprü kollarının ortak iletimini önlemek için önce kapatıp açacak şekilde bir devre tasarlanmalı, yani ölü zaman ayarlanmalı ve devre yapısı daha karmaşık olmalıdır.
İtme-çekme devresinin ve tam köprü devresinin çıkışına bir yükseltici transformatör eklenmelidir. Yükseltici transformatörün boyutu büyük, verimliliği düşük ve daha pahalı olduğundan, güç elektroniği ve mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, ters elde etmek için yüksek frekanslı yükseltme dönüştürme teknolojisi kullanılır. Yüksek güç yoğunluğuna sahip invertörü gerçekleştirebilir. Bu invertör devresinin ön kademeli yükseltme devresi itme-çekme yapısını benimser, ancak çalışma frekansı 20KHz'in üzerindedir. Güçlendirme transformatörü, yüksek frekanslı manyetik çekirdek malzemesini benimser, bu nedenle boyutu küçüktür ve ağırlığı hafiftir. Yüksek frekanslı ters çevirme işleminden sonra, yüksek frekanslı bir transformatör aracılığıyla yüksek frekanslı alternatif akıma dönüştürülür ve daha sonra yüksek frekanslı bir doğrultucu filtre devresi aracılığıyla yüksek voltajlı doğru akım (genellikle 300V'un üzerinde) elde edilir ve daha sonra bir Güç frekansı invertör devresi.
Bu devre yapısıyla invertörün gücü büyük ölçüde iyileştirilir, invertörün yüksüz kaybı buna bağlı olarak azaltılır ve verimlilik artar. Devrenin dezavantajı devrenin karmaşık olması ve güvenilirliğinin yukarıdaki iki devreye göre daha düşük olmasıdır.
İnvertör devresinin kontrol devresi
Yukarıda bahsedilen invertörlerin ana devrelerinin tamamının bir kontrol devresi tarafından gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Genel olarak iki kontrol yöntemi vardır: kare dalga ve pozitif ve zayıf dalga. Kare dalga çıkışlı invertör güç kaynağı devresi basit, maliyeti düşük, ancak verimliliği düşük ve harmonik bileşenleri büyük. . Sinüs dalgası çıkışı invertörlerin gelişme eğilimidir. Mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte PWM fonksiyonlu mikroişlemciler de ortaya çıkmıştır. Bu nedenle sinüs dalgası çıkışına yönelik invertör teknolojisi olgunlaştı.
1. Kare dalga çıkışlı invertörler şu anda çoğunlukla SG 3 525, TL 494 ve benzeri gibi darbe genişlik modülasyonlu entegre devreleri kullanmaktadır. Uygulama, SG3525 entegre devrelerinin ve güç FET'lerinin anahtarlama güç bileşenleri olarak kullanılmasının, invertörlerde nispeten yüksek performans ve fiyat elde edebileceğini kanıtlamıştır. SG3525, güç FET'lerini doğrudan çalıştırma yeteneğine sahip olduğundan ve dahili referans kaynağına, operasyonel amplifikatöre ve düşük voltaj koruma fonksiyonuna sahip olduğundan çevresel devresi çok basittir.
2. Sinüs dalga çıkışlı invertör kontrol entegre devresi, sinüs dalga çıkışlı invertörün kontrol devresi, INTEL Corporation tarafından üretilen ve Motorola Company tarafından üretilen 80 C 196 MC gibi bir mikroişlemci tarafından kontrol edilebilir. MI-CRO CHIP Company vb. tarafından üretilen MP 16 ve PI C 16 C 73. Bu tek çipli bilgisayarlarda birden fazla PWM jeneratörü bulunur ve üst ve üst köprü kollarını ayarlayabilirler. Ölü zaman sırasında, sinüs dalgası çıkış devresini gerçekleştirmek için INTEL şirketinin 80 C 196 MC'sini, sinüs dalgası sinyal üretimini tamamlamak için 80 C 196 MC'yi kullanın ve Gerilim stabilizasyonunu sağlamak için AC çıkış voltajını tespit edin.
İnverterin Ana Devresindeki Güç Cihazlarının Seçimi
Ana güç bileşenlerinin seçimiinvertörçok önemlidir. Şu anda en çok kullanılan güç bileşenleri arasında Darlington güç transistörleri (BJT), güç alanı etkili transistörler (MOS-F ET), yalıtımlı kapı transistörleri (IGB) bulunmaktadır. T) ve kapatma tristörü (GTO), vb. gibi küçük kapasiteli düşük voltajlı sistemlerde en çok kullanılan cihazlar MOS FET'tir, çünkü MOS FET'in açık durumdaki voltaj düşüşü daha düşüktür ve daha yüksektir IG BT'nin anahtarlama frekansı genellikle Yüksek gerilim ve büyük kapasiteli sistemlerde kullanılır. Bunun nedeni, MOS FET'in durum direncinin voltaj artışıyla birlikte artması ve IG BT'nin Orta kapasiteli sistemlerde daha büyük bir avantaja sahip olması, süper büyük kapasiteli (100 kVA'nın üzerinde) sistemlerde ise GTO'ların genellikle kullanılmasıdır. Güç bileşenleri olarak.
Gönderim zamanı: 21 Ekim 2021
