Şu anda, Çin'in fotovoltaik enerji üretim sistemi esas olarak güneş pil tarafından üretilen elektrik enerjisini şarj edecek bir DC sistemidir ve pil doğrudan yüke güç sağlar. Örneğin, kuzeybatı Çin'deki güneş ev aydınlatma sistemi ve ızgaradan uzak mikrodalga istasyonu güç kaynağı sistemi DC sistemidir. Bu tür sistem basit bir yapıya ve düşük maliyete sahiptir. Bununla birlikte, farklı yük DC voltajları nedeniyle (12V, 24V, 48V, vb.), AC yüklerinin çoğu DC gücü ile kullanıldığı için, özellikle sivil güç için sistemin standardizasyonunu ve uyumluluğunu elde etmek zordur. Fotovoltaik güç kaynağının, bir emtia olarak pazara girmesi için elektrik tedarik etmesi zordur. Buna ek olarak, fotovoltaik enerji üretimi sonunda olgun bir pazar modelini benimsemesi gereken ızgara bağlantılı operasyona ulaşacaktır. Gelecekte, AC fotovoltaik enerji üretim sistemleri fotovoltaik güç üretiminin ana akımı haline gelecektir.
İnvertör güç kaynağı için fotovoltaik enerji üretim sisteminin gereksinimleri
AC güç çıkışı kullanan fotovoltaik güç üretim sistemi dört bölümden oluşur: fotovoltaik dizi, şarj ve deşarj denetleyicisi, pil ve inverter (ızgara bağlantılı güç üretme sistemi genellikle pili kurtarabilir) ve invertör anahtar bileşendir. Fotovoltaik invertörler için daha yüksek gereksinimlere sahiptir:
1. yüksek verimlilik gereklidir. 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. Şu anda, fotovoltaik enerji üretim sistemleri esas olarak uzak bölgelerde kullanılmaktadır ve birçok elektrik santrali gözetimsiz ve korunmaktadır. Bu, invertörün makul bir devre yapısına, katı bileşen seçimine sahip olmasını ve invertörün giriş DC polarite bağlantısı koruması, AC çıkışı 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. Pilin terminal voltajı yük ve güneş ışığının yoğunluğu ile değiştiğinden, pilin pil voltajı üzerinde önemli bir etkisi olmasına rağmen, pil voltajı pilin kalan kapasitesinin ve dahili direncinin değişmesiyle dalgalanır. Özellikle pil yaşlandığında, terminal voltajı büyük ölçüde değişir. Örneğin, 12 V pilin terminal voltajı 10 V ila 16 V arasında değişebilir. Bu, invertörün daha büyük bir DC'de çalışmasını gerektirir.
4. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik enerji 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, çıkış daha fazla harmonik bileşen içerecek ve daha yüksek harmonikler ek kayıplar üretecektir. Birçok fotovoltaik enerji üretim sistemi iletişim veya enstrümantasyon ekipmanı ile yüklenir. Ekipman, güç şebekesinin kalitesi konusunda daha yüksek gereksinimlere sahiptir. Orta ve büyük kapasiteli fotovoltaik enerji üretim sistemleri ızgaraya bağlandığında, kamu şebekesi ile güç kirliliğini önlemek için, invertörün bir sinüs dalgası akımı çıkması için de gereklidir.
İnvertör doğrudan akımı alternatif akıma dönüştürür. Doğru akım voltajı düşükse, standart bir alternatif akım voltajı ve frekansı elde etmek için alternatif bir akım transformatörü ile güçlendirilir. Büyük kapasiteli invertörler için, yüksek DC veri yolu voltajı nedeniyle, AC çıkışının genellikle voltajı 220V'ye yükseltmek için bir transformatöre ihtiyacı yoktur. Orta ve küçük kapasiteli invertörlerde, DC voltajı 12V gibi nispeten düşüktür, 24V için bir destek devresi tasarlanmalıdır. Orta ve küçük kapasiteli invertörler genellikle itme-pull inverter devreleri, tam köprü invertör devreleri ve yüksek frekanslı güçlendirici inverter devreleri içerir. Push-pull devreleri, destek transformatörünün nötr fişini pozitif güç kaynağına bağlar ve iki güç tüpü alternatif olarak çalışır, AC gücü çıktı, çünkü güç transistörleri ortak zemine bağlandığından, sürücü ve kontrol devreleri basittir ve transformatörün belirli bir sızıntı endüktansına sahip olduğundan, kısa devre akımını sınırlandırabilir, böylece devre güvenilirliğini iyileştirir. Dezavantajı, transformatör kullanımının düşük olması ve endüktif yükleri yönlendirme yeteneğinin zayıf olmasıdır.
Tam köprü inverter devresi, itme-pull devresinin eksikliklerinin üstesinden gelir. Güç transistörü çıkış darbesi genişliğini ayarlar ve çıkış AC voltajının etkin değeri buna göre değişir. Devre serbest döngüye sahip olduğundan, endüktif yükler için bile, çıkış voltajı dalga formu bozulmayacaktır. Bu devrenin dezavantajı, üst ve alt kolların güç transistörlerinin zemini paylaşmamasıdır, bu nedenle özel bir tahrik devresi veya izole bir güç kaynağı kullanılmalıdır. Ek olarak, üst ve alt köprü kollarının ortak iletimini önlemek için, bir devre kapatılacak ve daha sonra açılacak şekilde tasarlanmalıdır, yani ölü bir zaman ayarlanmalıdır ve devre yapısı daha karmaşıktır.
Push-pull devresi ve tam köprü devresinin çıkışı bir adım atma transformatörü eklemelidir. Step-up transformatörü büyük boyutu, verimlilik açısından düşük ve daha pahalı olduğundan, güç elektroniği ve mikroelektronik teknolojisinin geliştirilmesi ile, yüksek güç yoğunluk invertörünü gerçekleştirmek için yüksek frekanslı adım dönüşüm teknolojisi kullanılır. Bu inverter devresinin ön aşamalı destek devresi itme-pull yapısını benimser, ancak çalışma frekansı 20kHz'in üzerindedir. Araştırma transformatörü, yüksek frekanslı manyetik çekirdek malzemeyi benimser, bu nedenle küçük ve hafif ağırlıktır. Yüksek frekanslı inversiyondan sonra, yüksek frekanslı bir transformatör yoluyla yüksek frekanslı alternatif akıma dönüştürülür ve daha sonra yüksek frekanslı bir doğrultucu filtre devresi ile yüksek voltajlı doğrudan akım (genellikle 300V'nin üzerinde) elde edilir ve daha sonra bir güç frekans inverter devresi boyunca ters çevrilir.
Bu devre yapısı ile, invertörün gücü büyük ölçüde iyileştirilir, invertörün yüksüz kaybı buna bağlı olarak azalır ve verimlilik artar. Devrenin dezavantajı, devrenin karmaşık olması ve güvenilirliğin yukarıdaki iki devreden daha düşük olmasıdır.
İnverter devresinin kontrol devresi
Yukarıda belirtilen invertörlerin ana devrelerinin bir kontrol devresi tarafından gerçekleştirilmesi gerekir. Genel olarak, iki kontrol yöntemi vardır: kare dalga ve pozitif ve zayıf dalga. Kare dalga çıkışına sahip invertör güç kaynağı devresi basittir, maliyeti düşük, ancak verimlilik bakımından düşük ve harmonik bileşenlerde büyüktür. . Sinüs dalgası çıkışı, invertörlerin geliştirme eğilimidir. Mikroelektronik teknolojisinin geliştirilmesiyle, PWM fonksiyonlarına sahip mikroişlemciler de ortaya çıkmıştır. Bu nedenle, sinüs dalgası çıkışı için invertör teknolojisi olgunlaştı.
1. Kare dalga çıkışlı invertörler şu anda çoğunlukla SG 3 525, TL 494 vb. Uygulama, SG3525 entegre devrelerin kullanımının ve anahtarlama güç bileşenleri olarak güç FET'lerinin kullanımının nispeten yüksek performans ve fiyat invertörlerine ulaşabileceğini kanıtlamıştır. SG3525, güç FETS yeteneğini doğrudan yönlendirme yeteneğine sahip olduğundan ve dahili referans kaynağına ve operasyonel amplifikatöre ve düşük voltaj koruma fonksiyonuna sahip olduğundan, periferik devresi çok basittir.
2. Sinüs dalgası çıkışlı inverter 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 tarafından üretilen MP 16 ve PI C 16 C 73, bu tek çipli bilgisayarlarda birden fazla PWM jeneratörüne sahiptir ve üst ve üst köprü kollarını ayarlayabilir. Ölü zaman boyunca, sinüs dalgası çıkış devresini gerçekleştirmek için Intel Company'nin 80 C 196 MC'yi, sinüs dalgası sinyal üretimini tamamlamak için 80 C 196 MC'yi kullanın ve voltaj stabilizasyonu elde etmek için AC çıkış voltajını tespit edin.
İnvertörün ana devresinde güç cihazlarının seçimi
Ana güç bileşenlerinin seçimiinvertörçok önemli. Şu anda, en çok kullanılan güç bileşenleri arasında Darlington Power Transistörleri (BJT), Güç Alanı Etkisi Transistörleri (MOS-F ET), Yalıtımlı Kapı Transistörleri (IGB) bulunmaktadır. T) ve ovma tristör (GTO) vb., Küçük kapasiteli düşük voltaj sistemlerinde en çok kullanılan cihazlar MOS FET'dir, çünkü MOS FET daha düşük durum voltaj düşüşüne sahiptir ve Ig BT'nin anahtarlama frekansının daha yüksek olması genellikle yüksek voltaj ve büyük kapasite sistemlerinde kullanılır. Bunun nedeni, MOS FET'in durum direncinin voltaj artışı ile artar ve IG BT orta kapasiteli sistemlerde daha büyük bir avantajı kaplarken, süper büyük kapasitede (100 kVA'nın üzerinde) sistemlerde GTO'lar genellikle güç bileşenleri olarak kullanılır.
Gönderme Zamanı: 21 Ekim-2021
