Şu anda, Çin'in fotovoltaik güç üretim sistemi esas olarak bir DC sistemidir, bu da güneş pili tarafından üretilen elektrik enerjisini şarj etmek ve pilin doğrudan yüke güç sağlamasıdır. Örneğin, Kuzeybatı Çin'deki güneş enerjili ev aydınlatma sistemi ve şebekeden uzaktaki mikrodalga istasyonu güç kaynağı sistemi, hepsi DC sistemidir. Bu tür sistemler basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir. Ancak, farklı yük DC voltajları (örneğin 12V, 24V, 48V, vb.) nedeniyle, özellikle sivil güç için sistemin standardizasyonunu ve uyumluluğunu sağlamak zordur, çünkü AC yüklerinin çoğu DC güçle kullanılır. Fotovoltaik güç kaynağının, bir emtia olarak pazara girmek için elektrik sağlaması zordur. Ek olarak, fotovoltaik güç üretimi sonunda olgun bir pazar modelini benimsemesi gereken şebekeye bağlı çalışmayı başaracaktır. Gelecekte, AC fotovoltaik güç üretim sistemleri, fotovoltaik güç üretiminin ana akımı haline gelecektir.
İnverter güç kaynağı için fotovoltaik güç üretim sisteminin gereksinimleri
AC güç çıkışı kullanan fotovoltaik güç üretim sistemi dört parçadan oluşur: fotovoltaik dizi, şarj ve deşarj kontrolörü, akü ve invertör (şebekeye bağlı güç üretim sistemi genellikle aküyü koruyabilir) ve invertör temel bileşendir. Fotovoltaik, invertörler için daha yüksek gereksinimlere sahiptir:
1. Yüksek verimlilik gereklidir. Günümüzde güneş hücrelerinin yüksek fiyatı nedeniyle, güneş hücrelerinin kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve sistem verimliliğini artırmak için invertörün verimliliğini artırmaya çalışmak gerekir.
2. Yüksek güvenilirlik gereklidir. Günümüzde, fotovoltaik güç üretim sistemleri çoğunlukla uzak bölgelerde kullanılır ve birçok güç istasyonu gözetimsizdir ve bakımı yapılır. 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 işlevlerine sahip olmasını gerektirir.
3. DC giriş voltajının geniş bir adaptasyon aralığına sahip olması gerekir. Akünün terminal voltajı yük ve güneş ışığının yoğunluğuyla değiştiğinden, akünün akü voltajı üzerinde önemli bir etkisi olmasına rağmen, akü voltajı akünün kalan kapasitesinin ve iç direncinin değişmesiyle dalgalanır. Özellikle akü eskidiğinde, terminal voltajı büyük ölçüde değişir. Örneğin, 12 V'luk bir akünün terminal voltajı 10 V ile 16 V arasında değişebilir. Bu, invertörün daha büyük bir DC'de çalışmasını gerektirir. Giriş voltajı aralığında normal çalışmayı sağlayın ve AC çıkış voltajının kararlılığını sağlayın.
4. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik güç üretim sistemlerinde, invertör güç kaynağının çıkışı daha az bozulmaya sahip bir sinüs dalgası olmalıdır. Bunun nedeni, orta ve büyük kapasiteli sistemlerde, kare dalga gücü kullanılırsa, çıkışın daha fazla harmonik bileşen içermesi ve daha yüksek harmoniklerin ek kayıplara neden olmasıdır. Birçok fotovoltaik güç üretim sistemi, iletişim veya enstrümantasyon ekipmanıyla yüklenir. Ekipmanın güç şebekesinin kalitesi konusunda daha yüksek gereksinimleri vardır. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik güç üretim sistemleri şebekeye bağlandığında, kamu şebekesiyle güç kirliliğini önlemek için, invertörün ayrıca bir sinüs dalgası akımı çıkarması gerekir.
İnverter, doğru akımı alternatif akıma dönüştürür. Doğru akım voltajı düşükse, standart bir alternatif akım voltajı ve frekansı elde etmek için alternatif akım trafosu tarafından yükseltilir. Büyük kapasiteli invertörler için, yüksek DC bara voltajı nedeniyle, AC çıkışı genellikle voltajı 220 V'a yükseltmek için bir trafoya ihtiyaç duymaz. Orta ve küçük kapasiteli invertörlerde, DC voltajı nispeten düşüktür, örneğin 12 V, 24 V için bir yükseltme devresi tasarlanmalıdır. Orta ve küçük kapasiteli invertörler genellikle itme-çekme invertör devreleri, tam köprü invertör devreleri ve yüksek frekanslı yükseltme invertör devrelerini içerir. İtme-çekme devreleri, yükseltme trafosunun nötr fişini pozitif güç kaynağına ve iki güç tüpüne bağlar. Alternatif çalışma, AC gücü çıkışı, çünkü güç transistörleri ortak toprağa bağlıdır, tahrik ve kontrol devreleri basittir ve trafo belirli bir kaçak endüktansa sahip olduğundan, kısa devre akımını sınırlayabilir ve böylece devrenin güvenilirliğini artırabilir. Dezavantajı ise trafo kullanımının düşük olması ve endüktif yükleri sürme yeteneğinin zayıf olmasıdır.
Tam köprü invertör devresi, itme-çekme devresinin eksikliklerini giderir. Güç transistörü çıkış darbe genişliğini ayarlar ve çıkış AC voltajının etkin değeri buna göre değişir. Devre serbest dönen bir döngüye sahip olduğundan, 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, kapatılıp sonra açılacak şekilde bir devre tasarlanmalıdır, yani bir ölü zaman ayarlanmalıdır ve devre yapısı daha karmaşıktır.
Push-pull devresinin ve tam köprü devresinin çıkışına bir yükseltme trafosu eklenmelidir. Yükseltme trafosu büyük boyutlu, düşük verimli ve daha pahalı olduğundan, güç elektroniği ve mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle, ters çevirmeyi başarmak için yüksek frekanslı yükseltme dönüşüm teknolojisi kullanılır. Yüksek güç yoğunluklu invertörü gerçekleştirebilir. Bu invertör devresinin ön kademe yükseltme devresi push-pull yapısını benimser, ancak çalışma frekansı 20KHz'in üzerindedir. Yükseltme trafosu yüksek frekanslı manyetik çekirdek malzemesini benimser, bu nedenle küçük boyutlu ve hafiftir. Yüksek frekanslı ters çevirmeden sonra, yüksek frekanslı bir trafo aracılığıyla yüksek frekanslı alternatif akıma dönüştürülür ve ardından yüksek frekanslı bir doğrultucu filtre devresi aracılığıyla yüksek voltajlı doğru akım (genellikle 300V'un üzerinde) elde edilir ve ardından bir güç frekanslı invertör devresi aracılığıyla ters çevrilir.
Bu devre yapısıyla, invertörün gücü büyük ölçüde iyileştirilir, invertörün boşta kaybı buna bağlı olarak azaltılır ve verimlilik iyileştirilir. Devrenin dezavantajı, devrenin karmaşık olması ve güvenilirliğinin yukarıdaki iki devreden daha düşük olmasıdır.
İnverter devresinin kontrol devresi
Yukarıda belirtilen invertörlerin ana devrelerinin hepsinin bir kontrol devresi tarafından gerçekleştirilmesi gerekir. Genellikle iki kontrol yöntemi vardır: kare dalga ve pozitif ve zayıf dalga. Kare dalga çıkışlı invertör güç kaynağı devresi basittir, maliyeti düşüktür ancak verimliliği düşüktür ve harmonik bileşenleri büyüktür. Sinüs dalgası çıkışı invertörlerin gelişme eğilimidir. Mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte PWM fonksiyonlu mikroişlemciler de ortaya çıkmıştır. Bu nedenle, sinüs dalgası çıkışı için invertör teknolojisi olgunlaşmıştır.
1. Kare dalga çıkışlı invertörler şu anda çoğunlukla SG 3 525, TL 494 vb. gibi darbe genişlik modülasyonlu entegre devreler kullanır. Uygulama, SG3525 entegre devrelerinin ve güç FET'lerinin anahtarlama güç bileşenleri olarak kullanılmasının nispeten yüksek performans ve fiyat invertörleri elde edebileceğini kanıtlamıştır. Çünkü SG3525, güç FET'lerini doğrudan sürme yeteneğine sahiptir ve dahili referans kaynağı ve operasyonel amplifikatör ve düşük voltaj koruma fonksiyonuna sahiptir, bu nedenle çevresel devresi çok basittir.
2. Sinüs dalgası çıkışlı inverter kontrol entegre devresi, sinüs dalgası çıkışlı inverterin kontrol devresi, INTEL Corporation tarafından üretilen 80 C 196 MC ve Motorola Company tarafından üretilen 80 C 196 MC gibi bir mikroişlemci tarafından kontrol edilebilir. MI-CRO CHIP Company tarafından üretilen MP 16 ve PI C 16 C 73, vb. Bu tek çipli bilgisayarlarda birden fazla PWM jeneratörü bulunur ve üst ve üst köprü kolları ayarlanabilir. 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 elde etmek için AC çıkış voltajını algılayın.
İnverterin Ana Devresindeki Güç Cihazlarının Seçimi
Ana güç bileşenlerinin seçimiinvertörçok önemlidir. Günümüzde en çok kullanılan güç bileşenleri arasında Darlington güç transistörleri (BJT), güç alan etkili transistörler (MOS-F ET), yalıtımlı kapı transistörleri (IGB) bulunur. T) ve kapatma tristörleri (GTO), vb. küçük kapasiteli düşük voltajlı sistemlerde en çok kullanılan cihazlar MOS FET'tir, çünkü MOS FET'in açık durum voltaj düşüşü daha düşüktür ve daha yüksektir. IG BT'nin anahtarlama frekansı genellikle yüksek voltajlı ve büyük kapasiteli sistemlerde kullanılır. Bunun nedeni, MOS FET'in açık durum direncinin voltaj artışıyla 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 güç bileşenleri olarak kullanılmasıdır.
Gönderi zamanı: 21-Eki-2021
