Günəş inverterlərinə ensiklopediya giriş

İnverter , həmçinin güc tənzimləyicisi və güc tənzimləyicisi kimi tanınan, fotovoltaik sistemin vacib hissəsidir. Fotovoltaik çeviricinin əsas funksiyası günəş panelləri tərəfindən yaradılan DC gücünü məişət texnikası tərəfindən istifadə olunan AC gücünə çevirməkdir. Günəş panelləri tərəfindən yaradılan bütün elektrik enerjisi xarici dünyaya buraxılmazdan əvvəl inverter tərəfindən emal edilməlidir. [1] Tam körpü sxemi vasitəsilə SPWM prosessoru, ümumiyyətlə, sistemin son istifadəçiləri üçün işıqlandırma yükünün tezliyinə, nominal gərginliyə və s. uyğun gələn sinusoidal AC gücünü əldə etmək üçün modulyasiya, filtrasiya, gərginliyin artırılması və s. Bir çevirici ilə, bir DC batareyası cihazları AC gücü ilə təmin etmək üçün istifadə edilə bilər.

Giriş:

Günəş AC enerji istehsal sistemi günəş panelləri, şarj tənzimləyicisi, çevirici və batareyadan ibarətdir; günəş DC enerji istehsal sisteminə çevirici daxil deyil. AC gücünün daimi gücə çevrilməsi prosesi rektifikasiya, rektifikasiya funksiyasını yerinə yetirən dövrə rektifikator sxemi, rektifikasiya prosesini həyata keçirən qurğu isə rektifikator və ya rektifikator adlanır. Müvafiq olaraq, sabit cərəyan gücünün dəyişən cərəyana çevrilməsi prosesinə çevirici, çevirici funksiyasını tamamlayan dövrə çevirici dövrə, çevirici prosesini həyata keçirən qurğuya isə çevirici avadanlıq və ya çevirici deyilir.

İnverter cihazının nüvəsi inverter dövrəsi adlanan çevirici keçid dövrəsidir. Bu dövrə güc elektron açarını açıb-söndürməklə çevirici funksiyasını tamamlayır. Güc elektron kommutasiya cihazlarının dəyişdirilməsi müəyyən hərəkət impulslarını tələb edir və bu impulslar gərginlik siqnalını dəyişdirməklə tənzimlənə bilər. İmpulsları yaradan və tənzimləyən dövrə çox vaxt idarəetmə dövrəsi və ya idarəetmə dövrəsi adlanır. İnverter qurğusunun əsas strukturuna yuxarıda qeyd olunan çevirici dövrə və idarəetmə sxeminə əlavə olaraq, qoruyucu dövrə, çıxış sxemi, giriş dövrəsi, çıxış sxemi və s.

Xüsusiyyətləri:

Binaların müxtəlifliyinə görə bu, istər-istəməz günəş panellərinin quraşdırılmasının müxtəlifliyinə gətirib çıxaracaq. Binanın gözəl görünüşünü nəzərə alaraq günəş enerjisinin çevrilmə səmərəliliyini maksimuma çatdırmaq üçün bu, günəş enerjisinin ən yaxşı üsuluna nail olmaq üçün invertorlarımızın diversifikasiyasını tələb edir. Çevirmək.

Mərkəzləşdirilmiş inversiya

Mərkəzləşdirilmiş çevirici ümumiyyətlə böyük fotovoltaik elektrik stansiyalarının sistemlərində istifadə olunur (>10 kVt). Bir çox paralel fotovoltaik simlər eyni mərkəzləşdirilmiş çeviricinin DC girişinə qoşulur. Ümumiyyətlə, yüksək güc üçün üç fazalı IGBT güc modulları istifadə olunur. Daha kiçik olanlar sahə effektli tranzistorlardan istifadə edir və yaradılan gücün keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün DSP çevrilmə nəzarətçilərini istifadə edir ki, o, sinus dalğa cərəyanına çox yaxın olsun. Ən böyük xüsusiyyət sistemin yüksək gücü və aşağı qiymətidir. Bununla belə, bütün fotovoltaik sistemin səmərəliliyi və elektrik istehsal gücü fotovoltaik tellərin uyğunluğu və qismən kölgədən təsirlənir. Eyni zamanda, bütün fotovoltaik sistemin enerji istehsalının etibarlılığı müəyyən bir fotovoltaik blok qrupunun zəif iş vəziyyətindən təsirlənir. Ən son tədqiqat istiqamətləri kosmik vektor modulyasiyasına nəzarətin istifadəsi və qismən yük şəraitində yüksək səmərəliliyin əldə edilməsi üçün yeni inverter topologiya əlaqələrinin işlənməsidir. SolarMax mərkəzləşdirilmiş çeviricidə fotovoltaik yelkən panellərinin hər bir sətirinə nəzarət etmək üçün fotovoltaik massiv interfeys qutusu əlavə edilə bilər. Sətirlərdən biri düzgün işləmirsə, sistem məlumat uzaqdan idarəediciyə ötürülür və bu simli uzaqdan idarəetmə vasitəsi ilə dayandırıla bilər ki, bir fotovoltaik simin sıradan çıxması iş və enerji çıxışını azaltmayacaq və ya təsir göstərməyəcəkdir. bütün fotovoltaik sistemin.

Simli çevirici

Simli çeviricilər beynəlxalq bazarda ən populyar çeviricilərə çevrilmişdir. Simli çevirici modul konseptə əsaslanır. Hər bir fotovoltaik simli (1kW-5kW) bir çeviricidən keçir, DC sonunda maksimum güc pik izlənməsinə malikdir və AC ucunda şəbəkəyə paralel olaraq qoşulur. Bir çox böyük fotovoltaik elektrik stansiyaları simli çeviricilərdən istifadə edir. Üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, modul fərqlərindən və simlər arasında kölgələrdən təsirlənmir və eyni zamanda fotovoltaik modulların optimal işləmə nöqtəsini azaldır.

İnverter ilə uyğunsuzluq, bununla da enerji istehsalını artırır. Bu texniki üstünlüklər sistem xərclərini azaltmaqla yanaşı, sistemin etibarlılığını da artırır. Eyni zamanda, sətirlər arasında "master-slave" anlayışı tətbiq edilir ki, sistemdə bir sətrin gücü tək bir çeviricinin işləməsini təmin edə bilmədikdə, bir və ya bir neçə fotovoltaik tel qrupu bir-birinə qoşula bilər. onlardan bir neçəsi işləmək üçün. , bununla da daha çox elektrik enerjisi istehsal edir. Ən son konsepsiya ondan ibarətdir ki, bir neçə invertor bir-biri ilə "master-slave" konsepsiyasını əvəz etmək üçün "komanda" təşkil edərək sistemi daha etibarlı edir.

Çox simli çevirici

Çox simli çevirici mərkəzləşdirilmiş çeviricinin və simli çeviricinin üstünlüklərindən istifadə edir, onların mənfi cəhətlərindən qaçır və bir neçə kilovat olan fotovoltaik elektrik stansiyalarına tətbiq edilə bilər. Çox simli çeviriciyə müxtəlif fərdi güc pik izləmə və DC-dən DC çeviriciləri daxildir. DC ümumi DC-dən AC çevirici vasitəsilə AC gücünə çevrilir və şəbəkəyə qoşulur. Fotovoltaik tellərin müxtəlif reytinqləri (məsələn, müxtəlif nominal güc, hər sim üçün müxtəlif modulların sayı, modulların müxtəlif istehsalçıları və s.), Fotovoltaik modulların müxtəlif ölçüləri və ya fərqli texnologiyaları, simlərin müxtəlif istiqamətləri (məsələn: şərq, cənub və qərb) , müxtəlif əyilmə bucaqları və ya kölgələmə, hər bir simli müvafiq maksimum güc zirvəsində işləyən ümumi çeviriciyə qoşula bilər. Eyni zamanda, sabit cərəyan kabelinin uzunluğu azalır, sətirlər arasında kölgə effekti və sətirlər arasındakı fərqlərdən yaranan itki minimuma endirilir.

Komponent çevirici

Modul çeviricisi hər bir fotovoltaik modulu bir çevirici ilə birləşdirir və hər bir modul müstəqil maksimum güc zirvəsini izləməyə malikdir, beləliklə modul və çevirici daha yaxşı əməkdaşlıq edir. Adətən 50W-dan 400W-a qədər olan fotovoltaik elektrik stansiyalarında istifadə olunur, ümumi səmərəlilik simli çeviricilərdən daha aşağıdır. Onlar AC tərəfində paralel qoşulduqları üçün bu, AC tərəfindəki naqillərin mürəkkəbliyini artırır və təmiri çətinləşdirir. Həll edilməli olan başqa bir şey şəbəkəyə necə daha effektiv qoşulmaqdır. Sadə yol, adi AC rozetkaları vasitəsilə birbaşa şəbəkəyə qoşulmaqdır ki, bu da xərcləri və avadanlıqların quraşdırılmasını azalda bilər, lakin çox vaxt müxtəlif yerlərdə elektrik şəbəkəsinin təhlükəsizlik standartları buna imkan verməyə bilər. Bununla da, elektrik şirkəti generasiya qurğusunun adi məişət rozetkasına birbaşa qoşulmasına etiraz edə bilər. Təhlükəsizliyə aid başqa bir amil, izolyasiya transformatorunun (yüksək tezlikli və ya aşağı tezlikli) tələb edilib-edilməməsi və ya transformatorsuz çeviriciyə icazə verilməsidir. Bu çevirici ən çox şüşə pərdə divarlarında istifadə olunur.

Günəş İnverterinin Səmərəliliyi

Günəş inverterlərinin səmərəliliyi bərpa olunan enerjiyə tələbat səbəbindən günəş enerjisi çeviriciləri (fotovoltaik çeviricilər) üçün artan bazara aiddir. Və bu çeviricilər son dərəcə yüksək səmərəlilik və etibarlılıq tələb edir. Bu çeviricilərdə istifadə olunan güc sxemləri araşdırılır və keçid və rektifikator cihazları üçün ən yaxşı seçimlər tövsiyə olunur. Fotovoltaik çeviricinin ümumi quruluşu Şəkil 1-də göstərilmişdir. Seçmək üçün üç müxtəlif çevirici var. Günəş işığı ardıcıl olaraq qoşulmuş günəş modullarına işıq saçır və hər bir modul ardıcıl olaraq qoşulmuş günəş batareyası bloklarından ibarətdir. Günəş modulları tərəfindən yaradılan birbaşa cərəyan (DC) gərginliyi modul massivinin işıqlandırma şəraitindən, hüceyrələrin temperaturundan və ardıcıl qoşulmuş modulların sayından asılı olaraq bir neçə yüz volt təşkil edir.

Bu tip çeviricinin əsas funksiyası giriş DC gərginliyini sabit dəyərə çevirməkdir. Bu funksiya gücləndirici çevirici vasitəsilə həyata keçirilir və gücləndirici açar və gücləndirici diodu tələb edir. Birinci arxitekturada gücləndirmə mərhələsini təcrid olunmuş tam körpü çeviricisi izləyir. Tam körpü transformatorunun məqsədi izolyasiyanı təmin etməkdir. Çıxışdakı ikinci tam körpü çeviricisi DC-ni birinci mərhələ tam körpü çeviricisindən alternativ cərəyan (AC) gərginliyinə çevirmək üçün istifadə olunur. Onun çıxışı əlavə ikitəmaslı rele açarı vasitəsilə AC şəbəkəsinə qoşulmazdan əvvəl süzülür ki, nasazlıq zamanı təhlükəsiz izolyasiya və gecə təchizatı şəbəkəsindən təcrid olunsun. İkinci struktur izolyasiya edilməmiş bir sxemdir. Onların arasında AC gərginliyi birbaşa gücləndirmə mərhələsi tərəfindən DC gərginlik çıxışı ilə yaradılır. Üçüncü struktur, gücləndirici və AC generasiya hissələrinin funksiyalarını xüsusi bir topologiyaya inteqrasiya etmək üçün güc açarları və güc diodlarının innovativ topologiyasından istifadə edir, günəş panelinin çox aşağı konversiya səmərəliliyinə baxmayaraq, çeviriciyi mümkün qədər səmərəli edir. 100%-ə yaxın, lakin çox vacibdir. Almaniyada cənuba baxan damda quraşdırılmış 3 kVt seriyalı modulun ildə 2550 kVt/saat elektrik enerjisi istehsal edəcəyi gözlənilir. İnverterin səmərəliliyi 95%-dən 96%-ə qədər artırılarsa, hər il əlavə 25 kVt/saat elektrik enerjisi istehsal oluna bilər. Bu 25 kVt/saatı yaratmaq üçün əlavə günəş modullarından istifadənin dəyəri inverterin əlavə edilməsinə bərabərdir. Səmərəliliyin 95%-dən 96%-ə yüksəldilməsi inverterin qiymətini iki dəfə artırmayacağından, daha səmərəli çeviriciyə investisiya qoymaq qaçınılmaz seçimdir. İnkişaf etməkdə olan dizaynlar üçün inverterin səmərəliliyinin ən sərfəli şəkildə artırılması əsas dizayn meyarıdır. İnverterin etibarlılığına və dəyərinə gəldikdə, bunlar digər iki dizayn meyarıdır. Daha yüksək səmərəlilik yük dövrü ərzində temperatur dəyişkənliyini azaldır və bununla da etibarlılığı artırır, buna görə də bu təlimatlar əslində əlaqəlidir. Modulların istifadəsi də etibarlılığı artıracaq.

Gücləndirici açar və diod

Göstərilən bütün topologiyalar sürətli keçid güc açarları tələb edir. Təkmilləşdirmə mərhələsi və tam körpüyə çevrilmə mərhələsi sürətli keçid diodları tələb edir. Bundan əlavə, aşağı tezlikli (100Hz) keçid üçün optimallaşdırılmış açarlar da bu topologiyalar üçün faydalıdır. Hər hansı bir silikon texnologiyası üçün sürətli keçid üçün optimallaşdırılmış açarlar aşağı tezlikli keçid tətbiqləri üçün optimallaşdırılmış açarlardan daha yüksək keçiricilik itkilərinə malik olacaqdır.

Təkmilləşdirmə mərhələsi ümumiyyətlə davamlı cərəyan rejimi çeviricisi kimi nəzərdə tutulmuşdur. İnverterdə istifadə olunan massivdəki günəş modullarının sayından asılı olaraq, 600V və ya 1200V cihazların istifadəsini seçə bilərsiniz. Güc açarları üçün iki seçim MOSFET və IGBT-dir. Ümumiyyətlə, MOSFET-lər IGBT-lərdən daha yüksək keçid tezliklərində işləyə bilər. Bundan əlavə, bədən diodunun təsiri həmişə nəzərə alınmalıdır: gücləndirmə mərhələsində bu problem deyil, çünki gövdə diodu normal iş rejimində işləmir. MOSFET keçiriciliyi itkiləri, müəyyən bir MOSFET ailəsi üçün effektiv kalıp sahəsinə mütənasib olan müqavimət RDS(ON) əsasında hesablana bilər. Nominal gərginlik 600V-dən 1200V-a qədər dəyişdikdə, MOSFET-in keçirici itkiləri çox artacaq. Buna görə də, nominal RDS(ON) ekvivalent olsa belə, 1200V MOSFET mövcud deyil və ya qiymət çox yüksəkdir.

600V-də qiymətləndirilən gücləndirici açarlar üçün superjunction MOSFET-lərdən istifadə edilə bilər. Yüksək tezlikli keçid tətbiqləri üçün bu texnologiya ən yaxşı keçirici itkilərə malikdir. TO-220 paketlərində RDS(ON) dəyərləri 100 milliohm-dan aşağı olan MOSFETlər və TO-247 paketlərində 50 milliohm-dan aşağı RDS(ON) dəyərləri olan MOSFETlər. 1200V güc keçidini tələb edən günəş çeviriciləri üçün IGBT uyğun seçimdir. NPT Trench və NPT Field Stop kimi daha təkmil IGBT texnologiyaları keçiricilik itkilərini azaltmaq üçün optimallaşdırılmışdır, lakin daha yüksək keçid itkiləri hesabına, bu da onları yüksək tezliklərdə gücləndirici tətbiqlər üçün daha az uyğun edir.

Köhnə NPT planar texnologiyasına əsaslanaraq, FGL40N120AND cihazı yüksək keçid tezliyi ilə gücləndirici dövrənin səmərəliliyini artıra bilən cihaz hazırlanmışdır. 43uJ/A EOFF-ə malikdir. Daha qabaqcıl texnologiya cihazları ilə müqayisədə EOFF 80uJ/A-dır, lakin onu əldə etmək lazımdır Bu cür performans çox çətindir. FGL40N120AND cihazının dezavantajı ondan ibarətdir ki, doyma gərginliyi düşməsi VCE(SAT) (125ºC-də 3,0V-a qarşı 2,1V) yüksəkdir, lakin onun yüksək gücləndirici keçid tezliklərində aşağı keçid itkiləri bunu kompensasiya etməkdən daha çoxdur. Cihaz antiparalel diodu da birləşdirir. Normal gücləndirmə əməliyyatında bu diod keçirməyəcək. Bununla belə, işə salma zamanı və ya keçici şəraitdə gücləndirici dövrənin aktiv rejimə keçirilməsi mümkündür, bu halda anti-paralel diod keçirəcək. IGBT-nin özünə xas gövdə diodu olmadığından, etibarlı işləməyi təmin etmək üçün bu birgə paketlənmiş diod tələb olunur. Gücləndirici diodlar üçün Stealth™ və ya karbon silisium diodları kimi sürətli bərpa diodları tələb olunur. Karbon-silikon diodlar çox aşağı irəli gərginliyə və itkilərə malikdir. Bir gücləndirici diod seçərkən, əks bərpa cərəyanının (və ya karbon-silikon diodun qovşaq tutumunun) gücləndirici keçidə təsiri nəzərə alınmalıdır, çünki bu, əlavə itkilərə səbəb olacaqdır. Burada yeni buraxılmış Stealth II diodu FFP08S60S daha yüksək performans təmin edə bilər. VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us və korpusun temperaturu 100ºC olduqda, hesablanmış keçid itkisi FFP08S60S parametrindən 205mJ-dən aşağı olur. ISL9R860P2 Stealth diodundan istifadə edərək, bu dəyər 225 mJ-ə çatır. Buna görə də, bu, yüksək keçid tezliklərində çeviricinin səmərəliliyini artırır.

Körpü açarları və diodlar

MOSFET tam körpü filtrindən sonra çıxış körpüsü 50Hz sinusoidal gərginlik və cərəyan siqnalı yaradır. Ümumi tətbiq standart tam körpü arxitekturasından istifadə etməkdir (Şəkil 2). Şəkildə, yuxarı sol və aşağı sağdakı açarlar açıqdırsa, sol və sağ terminallar arasında müsbət bir gərginlik yüklənir; yuxarı sağ və aşağı soldakı açarlar açıqdırsa, sol və sağ terminallar arasında mənfi bir gərginlik yüklənir. Bu proqram üçün müəyyən vaxt ərzində yalnız bir keçid aktivdir. Bir keçid yüksək tezlikli PWM-ə, digəri isə aşağı tezlikli 50Hz-ə keçə bilər. Bootstrap sxemi aşağı səviyyəli cihazların çevrilməsinə əsaslandığı üçün aşağı səviyyəli cihazlar yüksək tezlikli PWM-ə, yüksək səviyyəli cihazlar isə 50Hz aşağı tezlikə keçir. Bu proqram 600V güc açarından istifadə edir, ona görə də 600V super qovşağı MOSFET bu yüksək sürətli keçid cihazı üçün çox uyğundur. Bu kommutasiya qurğuları açar işə salındıqda digər cihazların tam tərs bərpa cərəyanına tab gətirəcəyinə görə, 600V FCH47N60F kimi sürətli bərpa qovşağı cihazları ideal seçimdir. Onun RDS(ON) 73 milliohm-dur və digər oxşar sürətli bərpa cihazları ilə müqayisədə keçiricilik itkisi çox aşağıdır. Bu cihaz 50Hz tezliyə çevrildikdə, sürətli bərpa funksiyasından istifadə etməyə ehtiyac yoxdur. Bu qurğular əla dv/dt və di/dt xarakteristikalarına malikdir, bu da standart superjunction MOSFET-lərlə müqayisədə sistemin etibarlılığını artırır.

Tədqiq etməyə dəyər başqa bir seçim FGH30N60LSD cihazının istifadəsidir. Bu, yalnız 1,1V doyma gərginliyi VCE(SAT) olan 30A/600V IGBT-dir. Onun söndürülmə itkisi EOFF çox yüksəkdir, 10mJ-ə çatır, ona görə də yalnız aşağı tezlikli çevrilmə üçün uyğundur. 50 milliohm MOSFET-in işləmə temperaturunda 100 milliohm-luq müqavimət RDS(ON) var. Buna görə də, 11A-da IGBT-nin VCE(SAT) ilə eyni VDS-ə malikdir. Bu IGBT köhnə parçalanma texnologiyasına əsaslandığı üçün VCE(SAT) temperaturla çox dəyişmir. Beləliklə, bu IGBT çıxış körpüsündə ümumi itkiləri azaldır və bununla da çeviricinin ümumi səmərəliliyini artırır. FGH30N60LSD IGBT-nin hər yarım dövrədə bir güc çevirmə texnologiyasından digər xüsusi topologiyaya keçməsi də faydalıdır. IGBT-lər burada topoloji açarlar kimi istifadə olunur. Daha sürətli keçid üçün adi və sürətli bərpa qovşağından istifadə edilir. 1200V xüsusi topologiya və tam körpü strukturu üçün yuxarıda qeyd olunan FGL40N120AND yeni yüksək tezlikli günəş çeviriciləri üçün çox uyğun olan açardır. Xüsusi texnologiyalar diodlar tələb etdikdə, Stealth II, Hyperfast™ II diodları və karbon-silikon diodlar əla həllərdir.

funksiyası:

İnverter yalnız DC-dən AC-yə çevrilmə funksiyasına malik deyil, həm də günəş batareyalarının işini maksimuma çatdırmaq və sistemin nasazlığından qorunma funksiyasına malikdir. Xülasə olaraq, avtomatik işləmə və söndürmə funksiyaları, maksimum enerji izləmə nəzarət funksiyası, müstəqil əməliyyatın qarşısının alınması funksiyası (şəbəkəyə qoşulmuş sistemlər üçün), avtomatik gərginliyin tənzimlənməsi funksiyası (şəbəkəyə qoşulmuş sistemlər üçün), DC aşkarlama funksiyası (şəbəkəyə qoşulmuş sistemlər üçün) mövcuddur. ) və DC yerin aşkarlanması. Funksiya (şəbəkəyə qoşulmuş sistemlər üçün). Burada avtomatik işləmə və söndürmə funksiyaları və maksimum güc izləmə nəzarət funksiyası haqqında qısa məlumat verilmişdir.

Avtomatik işləmə və söndürmə funksiyası: Səhər günəş çıxandan sonra günəş radiasiyasının intensivliyi tədricən artır və günəş batareyasının çıxışı da artır. İnverterin işləməsi üçün tələb olunan çıxış gücünə çatdıqda, çevirici avtomatik olaraq işə başlayır. İşə girdikdən sonra çevirici hər zaman günəş batareyası modullarının çıxışını izləyəcək. Günəş batareyası modullarının çıxış gücü çeviricinin tapşırığı üçün tələb olunan çıxış gücündən çox olduğu müddətcə inverter işləməyə davam edəcək; İnverter yağışlı günlərdə də işləyə bilsə belə, gün batana qədər dayanacaq. Günəş modulunun çıxışı kiçik olduqda və çevirici çıxışı 0-a yaxınlaşdıqda, çevirici gözləmə vəziyyətinə keçir.

Maksimum güc izləmə nəzarət funksiyası: Günəş batareyası modulunun çıxışı günəş radiasiyasının intensivliyi və günəş batareyası modulunun özünün temperaturu (çip temperaturu) ilə dəyişir. Bundan əlavə, günəş batareyası modulları cərəyan artdıqca gərginliyin azalması xüsusiyyətinə malik olduğundan, maksimum güc əldə edə biləcək optimal işləmə nöqtəsi var. Günəş radiasiyasının intensivliyi dəyişir və təbii ki, optimal iş nöqtəsi də dəyişir. Bu dəyişikliklərlə əlaqədar olaraq, günəş batareyası modulunun iş nöqtəsi həmişə maksimum güc nöqtəsində saxlanılır və sistem həmişə günəş batareyası modulundan maksimum güc çıxışı əldə edir. Bu cür nəzarət maksimum güc izləmə nəzarətidir. Günəş enerjisi istehsal sistemlərində istifadə edilən çeviricilərin ən böyük xüsusiyyəti onların maksimum güc nöqtəsi izləmə (MPPT) funksiyasını ehtiva etməsidir.

növü

Tətbiq sahəsinin təsnifatı

(1) Adi çevirici

DC 12V və ya 24V giriş, AC 220V, 50Hz çıxış, 75W-dən 5000W-a qədər güc, bəzi modellərdə AC və DC çevrilməsi, yəni UPS funksiyası var.

(2) İnvertor/şarj cihazı hamısı bir yerdə maşın

Bu tip çeviricilərdə istifadəçilər AC yüklərini gücləndirmək üçün müxtəlif güc formalarından istifadə edə bilərlər: AC gücü olduqda, AC gücü inverter vasitəsilə yükü gücləndirmək və ya batareyanı doldurmaq üçün istifadə olunur; AC gücü olmadıqda, batareya AC yükünü gücləndirmək üçün istifadə olunur. . O, müxtəlif enerji mənbələri ilə birlikdə istifadə edilə bilər: batareyalar, generatorlar, günəş panelləri və külək turbinləri.

(3) Poçt və telekommunikasiya üçün xüsusi çevirici

Poçt və telekommunikasiya xidmətləri üçün yüksək keyfiyyətli 48V çeviricilər təqdim edin. Məhsullar keyfiyyətli, yüksək etibarlılıq, modul (modul 1KW) çeviricilərdir və N+1 ehtiyat funksiyasına malikdir və genişləndirilə bilər (güc 2KW-dan 20KW-a qədər). ).

(4) Aviasiya və hərbi üçün xüsusi çevirici

Bu tip çevirici 28Vdc girişə malikdir və aşağıdakı AC çıxışlarını təmin edə bilər: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Onun çıxış tezliyi ola bilər: 50Hz, 60Hz və 400Hz, çıxış gücü isə 30VA ilə 3500VA arasında dəyişir. Aviasiyaya həsr olunmuş DC-DC çeviriciləri və tezlik çeviriciləri də var.

Çıxış dalğa formasının təsnifatı

(1) Kvadrat dalğa çeviricisi

Kvadrat dalğa çeviricisinin çıxışı AC gərginlikli dalğa forması kvadrat dalğadır. Bu tip çeviricilər tərəfindən istifadə edilən çevirici sxemləri tam olaraq eyni deyil, lakin ümumi xüsusiyyət dövrənin nisbətən sadə olması və istifadə olunan güc açarı borularının sayının az olmasıdır. Dizayn gücü ümumiyyətlə yüz vatt ilə bir kilovat arasındadır. Kvadrat dalğalı çeviricinin üstünlükləri bunlardır: sadə dövrə, ucuz qiymət və asan təmir. Dezavantaj ondan ibarətdir ki, kvadrat dalğa gərginliyi çoxlu sayda yüksək nizamlı harmonikləri ehtiva edir ki, bu da dəmir nüvəli induktorlar və ya transformatorlar olan yük cihazlarında əlavə itkilərə səbəb olacaq, radiolara və bəzi rabitə avadanlıqlarına müdaxiləyə səbəb olacaqdır. Bundan əlavə, bu tip çeviricilərdə kifayət qədər gərginlik tənzimləmə diapazonu, natamam qorunma funksiyası və nisbətən yüksək səs-küy kimi çatışmazlıqlar var.

(2) addım dalğa çevirici

Bu tip çeviricinin çıxışı AC gərginlikli dalğa forması addım dalğasıdır. İnverterin pilləli dalğa çıxışını həyata keçirməsi üçün çoxlu müxtəlif xətlər var və çıxış dalğasında addımların sayı çox dəyişir. Addım dalğası çeviricisinin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, çıxış dalğa forması kvadrat dalğa ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır və yüksək nizamlı harmonik məzmun azalır. Addımlar 17-dən çox olduqda, çıxış dalğa forması kvazi-sinusoidal dalğa əldə edə bilər. Transformatorsuz çıxış istifadə edildikdə, ümumi səmərəlilik çox yüksəkdir. Dezavantaj odur ki, nərdivan dalğasının superpozisiya sxemi çoxlu güc keçid borularından istifadə edir və bəzi dövrə formaları çoxlu DC güc girişləri tələb edir. Bu, günəş batareyası massivlərinin qruplaşdırılmasına və naqillərinə və batareyaların balanslaşdırılmış doldurulmasına problemlər gətirir. Bundan əlavə, pilləkən dalğası gərginliyi hələ də radiolara və bəzi kommunikasiya avadanlıqlarına bəzi yüksək tezlikli müdaxilələrə malikdir.

Sinus dalğa çevirici

Sinus dalğası çeviricisinin çıxışı AC gərginlikli dalğa forması sinus dalğasıdır. Sinus dalğası çeviricisinin üstünlükləri onun yaxşı çıxış dalğa formasına, çox aşağı təhrifə, radiolara və avadanlıqlara az müdaxiləyə və aşağı səsə malik olmasıdır. Bundan əlavə, tam qoruma funksiyalarına və yüksək ümumi səmərəliliyə malikdir. Dezavantajlar: dövrə nisbətən mürəkkəbdir, yüksək texniki xidmət texnologiyası tələb edir və bahalıdır.

Yuxarıda göstərilən üç növ çeviricinin təsnifatı fotovoltaik sistemlərin və külək enerjisi sistemlərinin dizaynerləri və istifadəçiləri üçün çeviriciləri müəyyən etmək və seçmək üçün faydalıdır. Əslində, eyni dalğa forması olan çeviricilər hələ də dövrə prinsiplərində, istifadə olunan cihazlarda, idarəetmə üsullarında və s.

Digər təsnifat üsulları

1. Çıxış AC gücünün tezliyinə görə, güc tezliyi çeviricisi, orta tezlikli çevirici və yüksək tezlikli çeviriciyə bölünə bilər. Güc tezliyi çeviricisinin tezliyi 50-dən 60Hz-ə qədərdir; orta tezlikli çeviricinin tezliyi ümumiyyətlə 400Hz-dən on kHz-dən çoxdur; yüksək tezlikli çeviricinin tezliyi ümumiyyətlə on kHz-dən MHz-ə qədərdir.

2. İnverterin çıxardığı fazaların sayına görə o, birfazalı çevirici, üç fazalı çevirici və çoxfazalı çeviriciyə bölünə bilər.

3. İnverterin çıxış gücünün təyinatına görə onu aktiv çevirici və passiv çeviriciyə bölmək olar. İnverter tərəfindən istehsal olunan elektrik enerjisini sənaye elektrik şəbəkəsinə ötürən hər hansı bir çevirici aktiv çevirici adlanır; İnverter tərəfindən elektrik enerjisinin çıxışını bəzi elektrik yüklərinə ötürən hər hansı bir çeviriciyə passiv çevirici deyilir. qurğu.

4. İnverterin əsas dövrəsinin formasına görə birtərəfli çevirici, itələyici invertor, yarım körpü çevirici və tam körpü çeviriciyə bölünə bilər.

5. İnverterin əsas kommutasiya qurğusunun növünə görə o, tiristorlu çeviriciyə, tranzistorlu çeviriciyə, sahə effektli çeviriciyə və izolyasiya edilmiş qapı bipolyar tranzistorlu (İQBT) çeviriciyə bölünə bilər. Onu iki kateqoriyaya bölmək olar: "yarı idarə olunan" çevirici və "tam idarə olunan" çevirici. Birincinin özünü söndürmə qabiliyyəti yoxdur və komponent işə salındıqdan sonra idarəetmə funksiyasını itirir, buna görə də "yarı idarə olunan" adlanır və adi tiristorlar bu kateqoriyaya aiddir; sonuncu özünü söndürmək qabiliyyətinə malikdir, yəni heç bir cihaz yoxdur Açma və söndürmə nəzarət elektrodu ilə idarə oluna bilər, buna görə də "tam idarə olunan tip" adlanır. Güc sahəsi effektli tranzistorlar və izolyasiya edilmiş iki güclü tranzistorlar (IGBT) bu kateqoriyaya aiddir.

6. DC enerji təchizatına görə onu gərginlik mənbəyi çeviricisi (VSI) və cərəyan mənbəyi çeviricisi (CSI) bölmək olar. Birincidə, DC gərginliyi demək olar ki, sabitdir və çıxış gərginliyi alternativ kvadrat dalğadır; sonuncuda DC cərəyanı demək olar ki, sabitdir və çıxış cərəyanı alternativ kvadrat dalğadır.

7. İnverterin idarəetmə üsuluna görə, o, tezlik modulyasiyası (PFM) çeviricisi və impuls eninin modulyasiyası (PWM) çeviricisinə bölünə bilər.

8. İnverter kommutasiya dövrəsinin iş rejiminə görə onu rezonans çevirici, sabit tezlikli sərt keçid çeviricisi və sabit tezlikli yumşaq keçid çeviricisi bölmək olar.

9. İnverterin kommutasiya üsuluna görə onu yüklə dəyişdirilən çeviriciyə və öz-özünə dəyişən çeviriciyə bölmək olar.

Performans parametrləri:

İnverterin işini təsvir edən bir çox parametr və texniki şərtlər var. Burada yalnız inverterləri qiymətləndirərkən ümumi istifadə olunan texniki parametrlər haqqında qısa izahat veririk.

1. İnverterin istifadəsi üçün ətraf mühit şəraiti. İnverterin normal istifadə şərtləri: hündürlük 1000 m-dən çox deyil və havanın temperaturu 0 ~ + 40 ℃-dir.

2. DC giriş enerji təchizatı şərtləri, giriş DC gərginliyinin dəyişmə diapazonu: batareya paketinin nominal gərginlik dəyərinin ±15%-i.

3. Nominal çıxış gərginliyi, giriş DC gərginliyinin müəyyən edilmiş icazə verilən dalğalanma diapazonu daxilində, çeviricinin çıxara bildiyi nominal gərginlik dəyərini təmsil edir. Çıxış nominal gərginlik dəyərinin sabit dəqiqliyi ümumiyyətlə aşağıdakı müddəalara malikdir:

(1) Stabil rejimdə işləmə zamanı gərginliyin dəyişmə diapazonu məhdudlaşdırılmalıdır, məsələn, onun sapması nominal dəyərin ±3% və ya ±5% -dən çox olmamalıdır.

(2) Yükün qəfil dəyişdiyi və ya digər müdaxilə faktorlarının təsirinə məruz qaldığı dinamik vəziyyətlərdə çıxış gərginliyinin sapması nominal dəyərin ±8% və ya ±10%-dən çox olmamalıdır.

4. Nominal çıxış tezliyi, çeviricinin çıxış tezliyi AC gərginliyi nisbətən sabit bir dəyər olmalıdır, adətən 50Hz güc tezliyi. Normal iş şəraitində sapma ±1% daxilində olmalıdır.

5. Nominal çıxış cərəyanı (və ya nominal çıxış gücü) müəyyən edilmiş yük gücü faktoru diapazonunda çeviricinin nominal çıxış cərəyanını göstərir. Bəzi inverter məhsulları VA və ya kVA ilə ifadə edilən nominal çıxış gücü verir. İnverterin nominal gücü çıxış gücü əmsalı 1 olduqda (yəni sırf müqavimət yükü), nominal çıxış gərginliyi nominal çıxış cərəyanının məhsuludur.

6. Qiymətləndirilmiş məhsuldarlıq. İnverterin səmərəliliyi onun çıxış gücünün müəyyən iş şəraitində daxil olan gücə nisbətidir, % ilə ifadə edilir. Nominal çıxış gücündə çeviricinin səmərəliliyi tam yük səmərəliliyidir və nominal çıxış gücündən 10% səmərəlilik aşağı yük səmərəliliyidir.

7. İnverterin maksimum harmonik tərkibi. Sinüs dalğası çeviricisi üçün rezistiv yük altında çıxış gərginliyinin maksimum harmonik tərkibi ≤10% olmalıdır.

8. İnverterin həddən artıq yükləmə qabiliyyəti dedikdə, müəyyən edilmiş şəraitdə qısa müddət ərzində çeviricinin nominal cərəyan dəyərindən artıq çıxış etmək qabiliyyəti başa düşülür. İnverterin həddindən artıq yükləmə qabiliyyəti müəyyən edilmiş yük gücü faktoru altında müəyyən tələblərə cavab verməlidir.

9. İnverterin səmərəliliyi, nominal çıxış gərginliyi, çıxış cərəyanı və müəyyən edilmiş yük güc əmsalı altında çeviricinin çıxış aktiv gücünün giriş aktiv gücünə (və ya DC gücünə) nisbətidir.

10. Yük gücü faktoru çeviricinin induktiv və ya tutumlu yükləri daşımaq qabiliyyətini təmsil edir. Sinus dalğası şəraitində yük gücü faktoru 0,7~0,9 (lag), nominal dəyəri isə 0,9-dur.

11. Yük asimmetriyası. 10% asimmetrik yük altında, sabit tezlikli üç fazalı çeviricinin çıxış gərginliyinin asimmetriyası ≤10% olmalıdır.

12. Çıxış gərginliyinin balanssızlığı. Normal iş şəraitində, çeviricinin çıxışı olan üç fazalı gərginlik disbalansı (əks ardıcıllıq komponentinin müsbət ardıcıllıq komponentinə nisbəti) 5% və ya 8% kimi ümumiyyətlə % ilə ifadə olunan müəyyən edilmiş dəyərdən çox olmamalıdır.

13. Başlanğıc xarakteristikaları: Normal iş şəraitində inverter tam yük və yüksüz iş şəraitində ard-arda 5 dəfə normal işə başlamalıdır.

14. Mühafizə funksiyaları, çevirici qurulmalıdır: qısa qapanmadan qorunma, həddindən artıq cərəyandan qorunma, həddindən artıq temperaturdan qorunma, həddindən artıq gərginlikdən qorunma, aşağı gərginlikdən qorunma və faza itkisindən qorunma. Onların arasında həddindən artıq gərginlikdən qorunma o deməkdir ki, gərginlik sabitləşdirmə tədbirləri olmayan çeviricilər üçün mənfi terminalı çıxış həddindən artıq gərginliyi ilə zədələnmədən qorumaq üçün çıxış həddindən artıq gərginlikdən qorunma tədbirləri olmalıdır. Həddindən artıq cərəyan mühafizəsi çeviricinin həddindən artıq cərəyandan qorunmasına aiddir, yük qısaqapandıqda və ya cərəyan onu dalğalanma cərəyanının zədələnməsindən qorumaq üçün icazə verilən dəyərdən artıq olduqda vaxtında hərəkəti təmin edə bilməlidir.

15. Müdaxilə və anti-müdaxilə, çevirici müəyyən edilmiş normal iş şəraitində ümumi mühitdə elektromaqnit müdaxiləsinə tab gətirə bilməlidir. İnverterin anti-müdaxilə performansı və elektromaqnit uyğunluğu müvafiq standartlara uyğun olmalıdır.

16. Tez-tez işlədilməyən, nəzarət olunmayan və texniki xidmət göstərilməyən çeviricilər ≤95db olmalıdır; tez-tez işləyən, nəzarət edilən və saxlanılan çeviricilər ≤80db olmalıdır.

17. Ekran, çevirici AC çıxış gərginliyi, çıxış cərəyanı və çıxış tezliyi kimi parametrlərin məlumat ekranı və giriş canlı, enerjili və nasazlıq vəziyyətinin siqnal ekranı ilə təchiz olunmalıdır.

18. Ünsiyyət funksiyası. Uzaqdan əlaqə funksiyası istifadəçilərə sayta getmədən maşının iş vəziyyətini və saxlanılan məlumatları yoxlamağa imkan verir.

19. Çıxış gərginliyinin dalğa formasının təhrifi. İnverterin çıxış gərginliyi sinusoidal olduqda, maksimum icazə verilən dalğa formasının təhrifi (və ya harmonik məzmun) göstərilməlidir. Adətən çıxış gərginliyinin dalğa formasının ümumi təhrifi kimi ifadə edilir, onun dəyəri 5% -dən çox olmamalıdır (bir fazalı çıxış üçün 10% icazə verilir).

20. İnvertorun yüklə işə başlama qabiliyyətini və dinamik iş zamanı işini xarakterizə edən başlanğıc xüsusiyyətləri. İnverter nominal yük altında etibarlı başlanğıcı təmin etməlidir.

21. Səs-küy. Transformatorlar, filtr induktorları, elektromaqnit açarları, ventilyatorlar və güc elektron avadanlıqlarının digər komponentləri səs-küy yaradır. İnverter normal işləyərkən onun səs-küyü 80 dB-dən, kiçik çeviricinin səsi isə 65 dB-dən çox olmamalıdır.

Batareyanın xüsusiyyətləri:

PV batareya

Günəş inverter sistemini inkişaf etdirmək üçün əvvəlcə günəş batareyalarının (PV hüceyrələri) fərqli xüsusiyyətlərini anlamaq vacibdir. Rp və Rs ideal şəraitdə müvafiq olaraq sonsuz və sıfır olan parazitar müqavimətlərdir.

İşıq intensivliyi və temperatur PV hüceyrələrinin iş xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər. Cərəyan işığın intensivliyinə mütənasibdir, lakin işığın dəyişməsi iş gərginliyinə az təsir edir. Bununla birlikdə, işləmə gərginliyi temperaturdan təsirlənir. Batareyanın temperaturunun artması iş gərginliyini azaldır, lakin yaranan cərəyana az təsir edir. Aşağıdakı şəkil temperatur və işığın PV modullarına təsirini göstərir.

İşıq intensivliyindəki dəyişikliklər batareyanın çıxış gücünə temperaturun dəyişməsindən daha çox təsir edir. Bu, bütün tez-tez istifadə olunan PV materialları üçün doğrudur. Bu iki təsirin birləşməsinin mühüm nəticəsi, işığın intensivliyinin azalması və/və ya temperaturun artması ilə PV hüceyrəsinin gücünün azalmasıdır.

Maksimum güc nöqtəsi (MPP)

Günəş batareyaları geniş gərginlik və cərəyan diapazonunda işləyə bilər. MPP, işıqlandırılmış hüceyrənin rezistiv yükünü sıfırdan (qısa qapanma hadisəsi) çox yüksək dəyərə (açıq dövrə hadisəsi) davamlı olaraq artırmaqla müəyyən edilir. MPP, V x I maksimum dəyərinə çatdığı əməliyyat nöqtəsidir və bu işıqlandırma intensivliyində Maksimum gücə nail olmaq olar. Qısa qapanma (PV gərginliyi sıfıra bərabərdir) və ya açıq dövrə (PV cərəyanı sıfıra bərabərdir) hadisəsi baş verdikdə çıxış gücü sıfırdır.

Yüksək keyfiyyətli monokristal silikon günəş batareyaları 25°C temperaturda 0,60 volt açıq dövrə gərginliyi yaradır. Tam günəş işığı və 25 ° C hava istiliyi ilə, müəyyən bir hüceyrənin temperaturu 45 ° C-yə yaxın ola bilər ki, bu da açıq dövrə gərginliyini təxminən 0,55V-ə qədər azaldacaq. Temperatur artdıqca açıq dövrə gərginliyi PV Modulunun qısa qapanmasına qədər azalmağa davam edir.

45°C batareya temperaturunda maksimum güc adətən 80% açıq dövrə gərginliyində və 90% qısaqapanma cərəyanında istehsal olunur. Batareyanın qısaqapanma cərəyanı demək olar ki, işıqlandırma ilə mütənasibdir və işıqlandırma 80% azaldıqda açıq dövrə gərginliyi yalnız 10% azala bilər. Aşağı keyfiyyətli batareyalar cərəyan artdıqda gərginliyi daha tez azaldacaq və bununla da mövcud gücü azaldacaq. Məhsuldarlıq 70%-dən 50%-ə, hətta cəmi 25%-ə düşüb.

Günəş mikroinverteri PV modullarının istənilən vaxt MPP-də işləməsini təmin etməlidir ki, PV modullarından maksimum enerji əldə olunsun. Buna Maksimum Güc Nöqtəsi İzləyicisi (MPPT) kimi də tanınan maksimum güc nöqtəsinə nəzarət dövrəsindən istifadə etməklə nail olmaq olar. MPP izləmənin yüksək nisbətinə nail olmaq həm də PV çıxış gərginliyinin dalğalanmasının kifayət qədər kiçik olmasını tələb edir ki, maksimum güc nöqtəsi yaxınlığında işləyərkən PV cərəyanı çox dəyişməsin.

PV modullarının MPP gərginlik diapazonu adətən təxminən 250 Vt enerji istehsalı və 50 V-dan aşağı açıq dövrə gərginliyi ilə 25V ilə 45V diapazonunda müəyyən edilə bilər.

İstifadə və baxım:

istifadə edin

1. Avadanlığı inverterin istismarı və texniki xidmət təlimatlarının tələblərinə uyğun olaraq ciddi şəkildə birləşdirin və quraşdırın. Quraşdırma zamanı diqqətlə yoxlamaq lazımdır: telin diametrinin tələblərə uyğun olub-olmaması; daşınma zamanı komponentlərin və terminalların boş olub-olmaması; izolyasiya edilmiş hissələrin yaxşı izolyasiya edilib-edilməməsi; sistemin torpaqlamasının qaydalara uyğun olub-olmaması.

2. İnverter istifadə və texniki xidmət təlimatlarına uyğun olaraq işlədilməli və istifadə edilməlidir. Xüsusilə: maşını işə salmazdan əvvəl, giriş gərginliyinin normal olub-olmamasına diqqət yetirin; istismar zamanı maşının işə salınması və söndürülməsi ardıcıllığının düzgün olub-olmamasına, hər sayğacın və göstərici işığının göstəricilərinin normal olub-olmamasına diqqət yetirin.

3. İnverterlər ümumiyyətlə dövrənin pozulması, həddindən artıq cərəyan, həddindən artıq gərginlik, həddindən artıq istiləşmə və digər maddələr üçün avtomatik qorunmaya malikdirlər, buna görə də bu hadisələr baş verdikdə, əl ilə bağlanmağa ehtiyac yoxdur; avtomatik mühafizənin mühafizə nöqtələri ümumiyyətlə zavodda qurulur və yenidən Tənzimləməyə ehtiyac yoxdur.

4. İnverter şkafında yüksək gərginlik var. Operatorlara ümumiyyətlə kabinetin qapısını açmağa icazə verilmir və kabinetin qapısı adi vaxtlarda kilidlənməlidir.

5. Otaq temperaturu 30°C-dən çox olduqda, avadanlığın sıradan çıxmasının qarşısını almaq və avadanlığın xidmət müddətini uzatmaq üçün istilik yayılması və soyutma tədbirləri görülməlidir.

Baxım və yoxlama

1. İnverterin hər bir hissəsinin naqillərinin möhkəm olub-olmadığını və boşluqların olub olmadığını mütəmadi olaraq yoxlayın. Xüsusilə, fan, güc modulu, giriş terminalı, çıxış terminalı və torpaqlama diqqətlə yoxlanılmalıdır.

2. Siqnal söndükdən sonra onu dərhal işə salmağa icazə verilmir. Başlamazdan əvvəl səbəb tapılmalı və aradan qaldırılmalıdır. Təftiş inverterin texniki xidmət təlimatında göstərilən addımlara uyğun olaraq ciddi şəkildə aparılmalıdır.

3. Operatorlar xüsusi təlim keçməli və qoruyucuların, komponentlərin və zədələnmiş elektron lövhələrin məharətlə dəyişdirilməsi kimi ümumi nasazlıqların səbəblərini müəyyən etməli və onları aradan qaldırmağı bacarmalıdırlar. Təcrübəsiz işçilərə avadanlıqları idarə etməyə icazə verilmir.

4. Əgər aradan qaldırılması çətin olan qəza baş verərsə və ya qəzanın səbəbi aydın deyilsə, qəzanın müfəssəl qeydləri aparılmalı və həlli üçün inverter istehsalçısına vaxtında məlumat verilməlidir.