Na actualidade, o sistema de xeración de enerxía fotovoltaica de China é principalmente un sistema de CC, que consiste en cargar a enerxía eléctrica xerada pola batería solar, e a batería proporciona directamente enerxía á carga. Por exemplo, o sistema de iluminación solar doméstica no noroeste de China e o sistema de subministración de enerxía da estación de microondas lonxe da rede son todos sistemas de CC. Este tipo de sistema ten unha estrutura sinxela e baixo custo. Non obstante, debido ás diferentes tensións de CC de carga (como 12V, 24V, 48V, etc.), é difícil lograr a estandarización e compatibilidade do sistema, especialmente para a enerxía civil, xa que a maioría das cargas de CA úsanse con enerxía CC. . É difícil que a fonte de enerxía fotovoltaica fornece electricidade para entrar no mercado como mercadoría. Ademais, a xeración de enerxía fotovoltaica logrará finalmente un funcionamento conectado á rede, que debe adoptar un modelo de mercado maduro. No futuro, os sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica de CA converteranse na corrente principal da xeración de enerxía fotovoltaica.
Os requisitos do sistema de xeración de enerxía fotovoltaica para a subministración de enerxía do inversor
O sistema de xeración de enerxía fotovoltaica mediante a saída de enerxía de CA consta de catro partes: matriz fotovoltaica, controlador de carga e descarga, batería e inversor (o sistema de xeración de enerxía conectado á rede xeralmente pode aforrar a batería) e o inversor é o compoñente clave. A fotovoltaica ten requisitos máis elevados para os inversores:
1. Requírese unha alta eficiencia. Debido ao alto prezo das células solares na actualidade, para maximizar o uso das células solares e mellorar a eficiencia do sistema, é necesario tratar de mellorar a eficiencia do inversor.
2. Requírese unha alta fiabilidade. Na actualidade, os sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica utilízanse principalmente en zonas remotas e moitas centrais están desatendidas e mantidas. Isto require que o inversor teña unha estrutura de circuíto razoable, unha selección estrita de compoñentes e que o inversor teña varias funcións de protección, como a protección da conexión pola polaridade de entrada de CC, a protección contra curtocircuítos de saída de CA, o sobrequecemento, a protección contra sobrecargas, etc.
3. A tensión de entrada de CC é necesaria para ter un amplo rango de adaptación. Dado que a tensión do terminal da batería cambia coa carga e a intensidade da luz solar, aínda que a batería ten un efecto importante sobre a tensión da batería, a tensión da batería varía co cambio da capacidade restante e da resistencia interna da batería. Especialmente cando a batería está envellecida, a súa tensión terminal varía moito. Por exemplo, a tensión dos terminales dunha batería de 12 V pode variar entre 10 V e 16 V. Isto require que o inversor funcione a unha CC maior Asegure o funcionamento normal dentro do rango de tensión de entrada e asegure a estabilidade da tensión de saída de CA.
4. Nos sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica de media e gran capacidade, a saída da fonte de alimentación do inversor debe ser unha onda sinusoidal con menos distorsión. Isto débese a que nos sistemas de media e gran capacidade, se se usa enerxía de onda cadrada, a saída conterá máis compoñentes harmónicos e os harmónicos máis altos xerarán perdas adicionais. Moitos sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica están cargados con equipos de comunicación ou instrumentación. O equipo ten requisitos máis altos sobre a calidade da rede eléctrica. Cando os sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica de media e gran capacidade están conectados á rede, para evitar a contaminación eléctrica coa rede pública, o inversor tamén debe emitir unha corrente de onda sinusoidal.
O inversor converte a corrente continua en corrente alterna. Se a tensión de corrente continua é baixa, é aumentada por un transformador de corrente alterna para obter unha tensión e frecuencia de corrente alterna estándar. Para inversores de gran capacidade, debido á alta tensión do bus de CC, a saída de CA xeralmente non necesita un transformador para aumentar a tensión a 220 V. Nos inversores de media e pequena capacidade, a tensión de CC é relativamente baixa, como 12 V, para 24 V, debe deseñar un circuíto de aumento. Os inversores de media e pequena capacidade xeralmente inclúen circuítos inversores push-pull, circuítos inversores de ponte completa e circuítos inversores de aumento de alta frecuencia. Os circuítos push-pull conectan o enchufe neutro do transformador de refuerzo á fonte de alimentación positiva e dous tubos de alimentación Alternativas de traballo, saída de enerxía de CA, porque os transistores de potencia están conectados á terra común, os circuítos de accionamento e control son sinxelos e porque o transformador ten unha certa inductancia de fuga, pode limitar a corrente de curtocircuíto, mellorando así a fiabilidade do circuíto. A desvantaxe é que a utilización do transformador é baixa e a capacidade de conducir cargas indutivas é pobre.
O circuíto inversor de ponte completa supera as deficiencias do circuíto push-pull. O transistor de potencia axusta o ancho do pulso de saída e o valor efectivo da tensión de CA de saída cambia en consecuencia. Debido a que o circuíto ten un bucle de roda libre, mesmo para cargas indutivas, a forma de onda da tensión de saída non se distorsionará. A desvantaxe deste circuíto é que os transistores de potencia dos brazos superior e inferior non comparten terra, polo que se debe utilizar un circuíto de accionamento dedicado ou unha fonte de alimentación illada. Ademais, para evitar a condución común dos brazos da ponte superior e inferior, débese deseñar un circuíto para apagar e despois acender, é dicir, debe establecerse un tempo morto e a estrutura do circuíto é máis complicada.
A saída do circuíto push-pull e do circuíto de ponte completa debe engadir un transformador elevador. Debido a que o transformador elevador é de gran tamaño, baixa eficiencia e máis caro, co desenvolvemento da tecnoloxía de electrónica de potencia e microelectrónica, utilízase a tecnoloxía de conversión step-up de alta frecuencia para lograr a inversa. Pode realizar un inversor de alta densidade de potencia. O circuíto de impulso da fase frontal deste circuíto inversor adopta unha estrutura push-pull, pero a frecuencia de traballo é superior a 20KHz. O transformador de impulso adopta material de núcleo magnético de alta frecuencia, polo que é de pequeno tamaño e lixeiro. Despois da inversión de alta frecuencia, convértese en corrente alterna de alta frecuencia a través dun transformador de alta frecuencia e, a continuación, obtense corrente continua de alta tensión (xeralmente superior a 300 V) a través dun circuíto de filtro rectificador de alta frecuencia, e despois invírtese a través dun circuíto inversor de frecuencia.
Con esta estrutura de circuíto, a potencia do inversor mellora moito, a perda sen carga do inversor redúcese de forma correspondente e mellora a eficiencia. A desvantaxe do circuíto é que o circuíto é complicado e a fiabilidade é menor que os dous circuítos anteriores.
Circuito de control do circuíto inversor
Os circuítos principais dos inversores anteriormente mencionados deben ser realizados por un circuíto de control. Xeralmente, hai dous métodos de control: onda cadrada e onda positiva e débil. O circuíto de fonte de alimentación do inversor con saída de onda cadrada é sinxelo, de baixo custo, pero de baixa eficiencia e grande en compoñentes harmónicos. . A saída de onda sinusoidal é a tendencia de desenvolvemento dos inversores. Co desenvolvemento da tecnoloxía microelectrónica, tamén saíron microprocesadores con funcións PWM. Polo tanto, a tecnoloxía do inversor para a saída de onda sinusoidal madurou.
1. Actualmente, os inversores con saída de onda cadrada usan principalmente circuítos integrados de modulación de ancho de pulso, como SG 3 525, TL 494, etc. A práctica demostrou que o uso de circuítos integrados SG3525 e o uso de FETs de potencia como compoñentes de potencia de conmutación poden alcanzar un rendemento e un prezo relativamente altos. Debido a que o SG3525 ten a capacidade de impulsar directamente a capacidade de FET de potencia e ten unha fonte de referencia interna e un amplificador operacional e unha función de protección de subtensión, polo que o seu circuíto periférico é moi sinxelo.
2. O circuíto integrado de control do inversor con saída de onda sinusoidal, o circuíto de control do inversor con saída de onda sinusoidal pode ser controlado por un microprocesador, como 80 C 196 MC producido por INTEL Corporation e producido por Motorola Company. MP 16 e PI C 16 C 73 producidos por MI-CRO CHIP Company, etc. Estes ordenadores dun só chip teñen varios xeradores PWM e poden configurar os brazos da ponte superior e superior. Durante o tempo morto, use o 80 C 196 MC da compañía INTEL para realizar o circuíto de saída de onda sinusoidal, 80 C 196 MC para completar a xeración de sinal de onda sinusoidal e detecte a tensión de saída de CA para lograr a estabilización da tensión.
Selección de dispositivos de potencia no circuíto principal do inversor
A elección dos principais compoñentes de potencia doinversoré moi importante. Actualmente, os compoñentes de potencia máis utilizados inclúen os transistores de potencia Darlington (BJT), os transistores de efecto de campo de potencia (MOS-F ET), os transistores de porta illada (IGB). T) e tiristor de apagado (GTO), etc., os dispositivos máis utilizados en sistemas de baixa tensión de pequena capacidade son MOS FET, porque MOS FET ten menor caída de tensión no estado de conexión e maior A frecuencia de conmutación de IG BT é xeralmente usado en sistemas de alta tensión e gran capacidade. Isto débese a que a resistencia no estado de MOS FET aumenta co aumento da tensión, e IG BT está en sistemas de capacidade media ocupa unha maior vantaxe, mentres que en sistemas de capacidade súper grande (superior a 100 kVA), úsanse xeralmente os GTO. como compoñentes de potencia.
Hora de publicación: 21-Oct-2021
