Энцыклапедыя знаёмства з сонечнымі інвертарамі

Інвертар , таксама вядомы як рэгулятар магутнасці і рэгулятар магутнасці, з'яўляецца важнай часткай фотаэлектрычнай сістэмы. Асноўная функцыя фотаэлектрычнага інвертара - пераўтварэнне пастаяннага току, які выпрацоўваецца сонечнымі батарэямі, у пераменны ток, які выкарыстоўваецца бытавой тэхнікай. Уся электраэнергія, выпрацаваная сонечнымі батарэямі, павінна быць апрацавана інвертарам, перш чым яна можа быць выведзена ў знешні свет. [1] Праз схему поўнага моста працэсар SPWM звычайна выкарыстоўваецца для мадуляцыі, фільтрацыі, павышэння напружання і г. д. для атрымання сінусоіднай магутнасці пераменнага току, якая адпавядае частаце асвятляльнай нагрузкі, намінальнаму напружэнню і г. д. для канчатковых карыстальнікаў сістэмы. З інвертарам батарэя пастаяннага току можа выкарыстоўвацца для забеспячэння электраэнергіі пераменным токам прыбораў.

Уводзіны:

Сонечная сістэма вытворчасці электраэнергіі пераменнага току складаецца з сонечных панэляў, кантролера зарада, інвертара і акумулятара; сонечная сістэма выпрацоўкі пастаяннага току не ўключае інвертар. Працэс пераўтварэння энергіі пераменнага току ў энергію пастаяннага току называецца выпрамленнем, схема, якая выконвае функцыю выпрамлення, называецца схемай выпрамніка, а прылада, якая рэалізуе працэс выпрамлення, называецца выпрамляльнай прыладай або выпрамнікам. Адпаведна, працэс пераўтварэння магутнасці пастаяннага току ў энергію пераменнага току называецца інвертарам, схема, якая выконвае функцыю інвертара, называецца схемай інвертара, а прылада, якая рэалізуе інвертарны працэс, называецца інвертарным абсталяваннем або інвертарам.

Ядром інвертарнай прылады з'яўляецца схема перамыкача інвертара, якая называецца схемай інвертара. Гэтая схема завяршае функцыю інвертара шляхам уключэння і выключэння сілавога электроннага выключальніка. Пераключэнне сілавых электронных камутацыйных прылад патрабуе пэўных імпульсаў кіравання, і гэтыя імпульсы можна рэгуляваць шляхам змены сігналу напружання. Схема, якая генеруе і рэгулюе імпульсы, часта называецца схемай кіравання або контурам кіравання. Асноўная структура інвертарнага прылады ўключае ў сябе, акрамя вышэйзгаданай схемы інвертара і схемы кіравання, схему абароны, выходную ланцуг, уваходную ланцуг, выхадную ланцуг і г.д.

Асаблівасці:

З-за разнастайнасці будынкаў гэта непазбежна прывядзе да разнастайнасці ўстаноўак сонечных батарэй. Для таго, каб максымізаваць эфектыўнасць пераўтварэння сонечнай энергіі, прымаючы пад увагу прыгожы знешні выгляд будынка, гэта патрабуе дыверсіфікацыі нашых інвертараў для дасягнення найлепшага спосабу сонечнай энергіі. Канвертаваць.

Цэнтралізаваная інверсія

Цэнтралізаваны інвертар звычайна выкарыстоўваецца ў сістэмах вялікіх фотаэлектрычных электрастанцый (>10 кВт). Шмат паралельных фотаэлектрычных радкоў падлучана да ўваходу пастаяннага току аднаго і таго ж цэнтралізаванага інвертара. Як правіла, трохфазныя сілавыя модулі IGBT выкарыстоўваюцца для высокай магутнасці. Меншыя з іх выкарыстоўваюць палявыя транзістары і выкарыстоўваюць кантролеры пераўтварэння DSP для паляпшэння якасці генераванай энергіі так, каб яна была вельмі блізкая да сінусоіднага току. Самая вялікая асаблівасць - высокая магутнасць і нізкі кошт сістэмы. Аднак на эфектыўнасць і магутнасць вытворчасці электраэнергіі ўсёй фотаэлектрычнай сістэмы ўплывае адпаведнасць фотаэлектрычных радкоў і частковае зацяненне. У той жа час на надзейнасць вытворчасці электраэнергіі ўсёй фотаэлектрычнай сістэмы ўплывае дрэнны працоўны стан пэўнай групы фотаэлектрычных блокаў. Апошнія напрамкі даследаванняў - выкарыстанне кіравання прасторавай вектарнай мадуляцыяй і распрацоўка новых злучэнняў інвертарнай тапалогіі для атрымання высокай эфектыўнасці ва ўмовах частковай нагрузкі. На цэнтралізаваным інвертары SolarMax можна падключыць інтэрфейсную скрынку фотаэлектрычнай масівы для кантролю кожнай ніткі фотаэлектрычных ветразных панэляў. Калі адзін са радкоў не працуе належным чынам, сістэма будзе перадаваць інфармацыю на пульт дыстанцыйнага кіравання, і гэты радок можа быць спынены з дапамогай дыстанцыйнага кіравання, так што збой адной фотаэлектрычнай ніткі не паменшыць і не паўплывае на працу і выхад энергіі. ўсёй фотаэлектрычнай сістэмы.

Струнны інвертар

Струнныя інвертары сталі самымі папулярнымі інвертарамі на міжнародным рынку. Струнны інвертар заснаваны на модульнай канцэпцыі. Кожная фотаэлектрычная струна (1-5 кВт) праходзіць праз інвертар, мае адсочванне максімальнага піку магутнасці на канцы пастаяннага току і падключаецца паралельна да сеткі на канцы пераменнага току. Многія буйныя фотаэлектрычныя электрастанцыі выкарыстоўваюць струнныя інвертары. Перавага заключаецца ў тым, што на яго не ўплываюць адрозненні ў модулях і цені паміж радкамі, і ў той жа час зніжаецца аптымальная рабочая кропка фотаэлектрычных модуляў.

Несупадзенне з інвертарам, тым самым павялічваючы выпрацоўку энергіі. Гэтыя тэхнічныя перавагі не толькі зніжаюць кошт сістэмы, але і павялічваюць надзейнасць сістэмы. У той жа час паміж струнамі ўводзіцца канцэпцыя «галоўны-падпарадкаваны», так што, калі магутнасць адной струны ў сістэме не можа прымусіць адзін інвертар працаваць, некалькі груп фотаэлектрычных струнаў могуць быць злучаныя разам, каб дазволіць адной або некалькі з іх на працу. , тым самым вырабляючы больш электрычнай энергіі. Апошняя канцэпцыя заключаецца ў тым, што некалькі інвертараў утвараюць "каманду" адзін з адным, каб замяніць канцэпцыю "галоўны-падпарадкаваны", што робіць сістэму больш надзейнай.

Шматструнны інвертар

Шматструнны інвертар карыстаецца перавагамі цэнтралізаванага інвертара і струннага інвертара, пазбягае іх недахопаў і можа выкарыстоўвацца на фотаэлектрычных электрастанцыях магутнасцю некалькі кілават. У шматструнны інвертар уключаны розныя асобныя пераўтваральнікі з адсочваннем пікавай магутнасці і пастаяннага току ў пастаянны. Пастаянны ток пераўтворыцца ў энергію пераменнага току праз агульны інвертар пастаяннага току ў пераменны ток і падлучаны да сеткі. Розныя рэйтынгі фотаэлектрычных радкоў (напрыклад, розная намінальная магутнасць, розная колькасць модуляў на радок, розныя вытворцы модуляў і г.д.), розныя памеры або розныя тэхналогіі фотаэлектрычных модуляў, розная арыентацыя радкоў (напрыклад, усход, поўдзень і захад) , розныя вуглы нахілу або зацяненне, можна падключыць да агульнага інвертара, пры гэтым кожная струна будзе працаваць на сваім піку максімальнай магутнасці. У той жа час даўжыня кабеля пастаяннага току скарачаецца, мінімізуючы эфект зацянення паміж струнамі і страты, выкліканыя адрозненнямі паміж струнамі.

Інвертар кампанентаў

Модульны інвертар злучае кожны фотаэлектрычны модуль з інвертарам, і кожны модуль мае незалежнае адсочванне максімальнай магутнасці, так што модуль і інвертар лепш супрацоўнічаюць. Звычайна выкарыстоўваецца на фотаэлектрычных электрастанцыях ад 50 Вт да 400 Вт, агульная эфектыўнасць ніжэй, чым у струнных інвертараў. Паколькі яны злучаны паралельна на баку пераменнага току, гэта павялічвае складанасць праводкі на баку пераменнага току і ўскладняе абслугоўванне. Яшчэ адна рэч, якую трэба вырашыць, - як больш эфектыўна падключыцца да сеткі. Просты спосаб заключаецца ў падключэнні да сеткі непасрэдна праз звычайныя разеткі пераменнага току, што можа паменшыць выдаткі і ўстаноўку абсталявання, але часта стандарты бяспекі электрасеткі ў розных месцах могуць гэтага не дазваляць. Пры гэтым энергакампанія можа запярэчыць непасрэднаму падключэнню генератара да звычайнай бытавой разетцы. Іншым фактарам бяспекі з'яўляецца тое, ці патрабуецца ізаляцыйны трансфарматар (высокачашчынны або нізкачашчынны) або дазволены бестрансфарматарны інвертар. Гэты інвертар найбольш шырока выкарыстоўваецца ў шкляных навясных сценах.

Эфектыўнасць сонечнага інвертара

Эфектыўнасць сонечных інвертараў адносіцца да росту рынку сонечных інвертараў (фотаэлектрычных інвертараў) з-за попыту на аднаўляльныя крыніцы энергіі. І гэтыя інвертары патрабуюць надзвычай высокай эфектыўнасці і надзейнасці. Разгледжаны ланцугі харчавання, якія выкарыстоўваюцца ў гэтых інвертарах, і рэкамендаваны найлепшы выбар камутацыйных і выпрамніковых прылад. Агульная структура фотаэлектрычнага інвертара паказана на малюнку 1. На выбар ёсць тры розныя інвертары. Сонечнае святло свеціць на сонечныя модулі, злучаныя паслядоўна, і кожны модуль змяшчае набор сонечных элементаў, злучаных паслядоўна. Напружанне пастаяннага току (DC), якое ствараецца сонечнымі модулямі, складае некалькі сотняў вольт у залежнасці ад умоў асвятлення модуляў, тэмпературы элементаў і колькасці паслядоўна злучаных модуляў.

Асноўная функцыя гэтага тыпу інвертара - пераўтварэнне ўваходнага пастаяннага напружання ў стабільнае значэнне. Гэтая функцыя рэалізуецца праз павышаючы пераўтваральнік і патрабуе павышэння пераключальніка і павышаючага дыёда. У першай архітэктуры за этапам павышэння варта ізаляваны поўнамаставы пераўтваральнік. Прызначэнне поўнага маставога трансфарматара - забяспечыць ізаляцыю. Другі поўнамаставы пераўтваральнік на выхадзе выкарыстоўваецца для пераўтварэння пастаяннага току з поўнамаставога пераўтваральніка першай ступені ў напружанне пераменнага току (AC). Яго выхад фільтруецца перад падключэннем да сеткі пераменнага току з дапамогай дадатковага двухкантактнага рэле, каб забяспечыць бяспечную ізаляцыю ў выпадку няспраўнасці і ізаляцыю ад сеткі сілкавання ў начны час. Другая структура - неізаляваная схема. Сярод іх напружанне пераменнага току непасрэдна генеруецца напругай пастаяннага току на выхадзе каскаду павышэння. Трэцяя структура выкарыстоўвае інавацыйную тапалогію сілавых выключальнікаў і сілавых дыёдаў для інтэграцыі функцый павышэння і генерацыі пераменнага току ў спецыяльнай тапалогіі, што робіць інвертар максімальна эфектыўным, нягледзячы на ​​вельмі нізкую эфектыўнасць пераўтварэння сонечнай панэлі. Блізка да 100%, але вельмі важна. Чакаецца, што ў Германіі модуль серыі 3 кВт, усталяваны на даху, які выходзіць на поўдзень, будзе выпрацоўваць 2550 кВт/г у год. Калі эфектыўнасць інвертара павялічыцца з 95% да 96%, кожны год можна выпрацоўваць дадатковыя 25 кВт.гадз электраэнергіі. Кошт выкарыстання дадатковых сонечных модуляў для атрымання гэтых 25 кВт.гадз эквівалентны даданню інвертара. Паколькі павелічэнне эфектыўнасці з 95% да 96% не прывядзе да падваення кошту інвертара, інвестыцыі ў больш эфектыўны інвертар з'яўляюцца непазбежным выбарам. Для новых канструкцый павышэнне эфектыўнасці інвертара найбольш эканамічна эфектыўным спосабам з'яўляецца ключавым крытэрыем праектавання. Што тычыцца надзейнасці і кошту інвертар, то гэта яшчэ два крытэрыі канструкцыі. Больш высокая эфектыўнасць памяншае ваганні тэмпературы падчас цыклу нагрузкі, тым самым павышаючы надзейнасць, таму гэтыя рэкамендацыі насамрэч звязаны. Выкарыстанне модуляў таксама павысіць надзейнасць.

Перамыкач і дыёд павышэння

Усе паказаныя тапалогіі патрабуюць хуткага пераключэння сілкавання. Каскад павышэння і этап пераўтварэння поўнага моста патрабуюць хуткага пераключэння дыёдаў. Акрамя таго, камутатары, аптымізаваныя для нізкачашчыннага (100 Гц) пераключэння, таксама карысныя для гэтых тапалогій. Для любой крамянёвай тэхналогіі перамыкачы, аптымізаваныя для хуткага пераключэння, будуць мець больш высокія страты на праводнасць, чым пераключальнікі, аптымізаваныя для нізкачашчыннага пераключэння.

Ступень павышэння звычайна распрацавана як пераўтваральнік рэжыму бесперапыннага току. У залежнасці ад колькасці сонечных модуляў у масіве, які выкарыстоўваецца ў інвертары, вы можаце выбраць, ці выкарыстоўваць прылады 600 В або 1200 В. Два варыянты выключальнікаў сілкавання - MOSFET і IGBT. Наогул кажучы, MOSFET могуць працаваць на больш высокіх частотах пераключэння, чым IGBT. Акрамя таго, заўсёды трэба ўлічваць уплыў корпуснага дыёда: у выпадку павышэння ступені гэта не праблема, паколькі корпусны дыёд не праводзіць у звычайным працоўным рэжыме. Страты на праводнасць MOSFET можна вылічыць з уключанага супраціўлення RDS(ON), якое прапарцыянальна эфектыўнай плошчы штампа для дадзенага сямейства MOSFET. Калі намінальнае напружанне змяняецца з 600 В да 1200 В, страты на праводнасць MOSFET значна ўзрастуць. Такім чынам, нават калі рэйтынг RDS(ON) эквівалентны, MOSFET 1200V недаступны або цана занадта высокая.

Для ўзмацняльных перамыкачоў, разлічаных на 600 В, можна выкарыстоўваць MOSFET з суперпераходам. Для высокачашчыннай камутацыі гэтая тэхналогія мае найлепшыя страты на праводнасць. МОП-транзістары са значэннямі RDS(ON) ніжэй за 100 міліом у корпусах TO-220 і MOSFET са значэннямі RDS(ON) ніжэй за 50 міліом у корпусах TO-247. Для сонечных інвертараў, якія патрабуюць пераключэння сілкавання 1200 В, IGBT з'яўляецца прыдатным выбарам. Больш прасунутыя тэхналогіі IGBT, такія як NPT Trench і NPT Field Stop, аптымізаваны для памяншэння страт на праводнасць, але за кошт больш высокіх страт пры пераключэнні, што робіць іх менш прыдатнымі для прымянення павышэння на высокіх частотах.

На аснове старой планарнай тэхналогіі NPT было распрацавана прылада FGL40N120AND, якое можа павысіць эфектыўнасць схемы павышэння з высокай частатой пераключэння. Ён мае EOFF 43uJ/A. У параўнанні з прыладамі з больш прасунутымі тэхналогіямі, EOFF складае 80 мкДж/А, але яго трэба дасягнуць. Такі выгляд прадукцыйнасці вельмі складаны. Недахопам прылады FGL40N120AND з'яўляецца тое, што падзенне напружання насычэння VCE(SAT) (3,0 В супраць 2,1 В пры 125ºC) высокае, але нізкія страты пры пераключэнні на высокіх частотах пераключэння павышаючага ўзроўню з лішкам кампенсуюць гэта. Прылада таксама аб'ядноўвае антыпаралельны дыёд. Пры нармальнай працы наддува гэты дыёд не будзе праводзіць. Аднак падчас запуску або ў пераходных умовах ланцуг павышэння можа быць пераведзены ў актыўны рэжым, і ў гэтым выпадку антыпаралельны дыёд будзе праводзіць. Паколькі IGBT сам па сабе не мае ўнутранага дыёда, гэты дыёд у камплекце неабходны для забеспячэння надзейнай працы. Для павышаючых дыёдаў патрабуюцца дыёды з хуткім аднаўленнем, такія як Stealth™ або вугляродна-крамніевыя дыёды. Вугляродна-крамніевыя дыёды маюць вельмі нізкае прамое напружанне і страты. Пры выбары ўзмацняльнага дыёда неабходна ўлічваць уплыў зваротнага току аднаўлення (або ёмістасці пераходу вугляродна-крамянёвага дыёда) на ўзмацняльны пераключальнік, бо гэта прывядзе да дадатковых страт. Тут нядаўна выпушчаны дыёд Stealth II FFP08S60S можа забяспечыць больш высокую прадукцыйнасць. Калі VDD=390В, ID=8A, di/dt=200A/us і тэмпература корпуса роўная 100ºC, разлічаныя страты пры пераключэнні ніжэйшыя за параметр FFP08S60S, які складае 205 мДж. Пры выкарыстанні стэлс-дыёда ISL9R860P2 гэта значэнне дасягае 225 мДж. Такім чынам, гэта таксама павышае эфектыўнасць інвертара на высокіх частотах пераключэння.

Маставыя выключальнікі і дыёды

Пасля фільтрацыі MOSFET поўнага моста выхадны мост генеруе сігнал сінусоіднага напружання і току 50 Гц. Звычайнай рэалізацыяй з'яўляецца выкарыстанне стандартнай архітэктуры поўнага моста (малюнак 2). На малюнку, калі перамыкачы ў верхнім левым і ніжнім правым кутах уключаны, станоўчае напружанне загружаецца паміж левай і правай клемамі; калі перамыкачы ў верхнім правым і ніжнім левым кутах уключаны, адмоўнае напружанне загружаецца паміж левай і правай клемамі. Для гэтага прыкладання толькі адзін пераключальнік уключаны на працягу пэўнага перыяду часу. Адзін пераключальнік можна пераключыць на высокую частату ШІМ, а другі - на нізкую частату 50 Гц. Паколькі схема загрузкі абапіраецца на пераўтварэнне прылад нізкага класа, прылады нізкага ўзроўню пераключаюцца на высокую частату ШІМ, а прылады высокага класа пераключаюцца на нізкую частату 50 Гц. У гэтым дадатку выкарыстоўваецца выключальнік сілкавання 600 В, таму MOSFET з суперпераходам 600 В вельмі падыходзіць для гэтай высакахуткаснай камутацыйнай прылады. Паколькі гэтыя камутацыйныя прылады вытрымліваюць поўны зваротны ток аднаўлення іншых прылад, калі перамыкач уключаны, ідэальным выбарам з'яўляюцца суперпераходныя прылады хуткага аднаўлення, такія як 600 В FCH47N60F. Яго RDS(ON) складае 73 мОм, а страты на праводнасць вельмі нізкія ў параўнанні з іншымі падобнымі прыладамі хуткага аднаўлення. Калі гэта прылада пераўтворыць з частатой 50 Гц, няма неабходнасці выкарыстоўваць функцыю хуткага аднаўлення. Гэтыя прылады маюць выдатныя характарыстыкі dv/dt і di/dt, што павышае надзейнасць сістэмы ў параўнанні са стандартнымі MOSFET з суперпераходам.

Яшчэ адзін варыянт, які варта вывучыць, - выкарыстанне прылады FGH30N60LSD. Гэта IGBT 30A/600V з напругай насычэння VCE(SAT) усяго 1,1V. Яго страты пры выключэнні EOFF вельмі высокія, дасягаючы 10 мДж, таму ён прыдатны толькі для нізкачашчыннага пераўтварэння. МОП-транзістар з супраціўленнем 50 міліом мае RDS(ON) 100 міліом пры працоўнай тэмпературы. Такім чынам, на 11A ён мае такі ж VDS, як VCE(SAT) IGBT. Паколькі гэты IGBT заснаваны на старой тэхналогіі паломкі, VCE(SAT) практычна не змяняецца з тэмпературай. Такім чынам, гэты IGBT зніжае агульныя страты ў выхадным мосце, тым самым павялічваючы агульную эфектыўнасць інвертара. Той факт, што FGH30N60LSD IGBT пераключаецца з адной тэхналогіі пераўтварэння магутнасці на іншую спецыяльную тапалогію кожныя паўцыкла, таксама карысны. IGBT выкарыстоўваюцца тут у якасці тапалагічных перамыкачоў. Для больш хуткага пераключэння выкарыстоўваюцца звычайныя прылады суперперехода і хуткага аднаўлення. Вышэйзгаданы FGL40N120AND з'яўляецца камутатарам, які вельмі падыходзіць для новых высокачашчынных сонечных інвертараў для спецыяльнай тапалогіі 1200 В і структуры поўнага моста. Калі спецыялізаваныя тэхналогіі патрабуюць дыёдаў, дыёды Stealth II, Hyperfast™ II і вугляродна-крэмніевыя дыёды - выдатныя рашэнні.

функцыя:

Інвертар не толькі мае функцыю пераўтварэння пастаяннага току ў пераменны, але таксама мае функцыю максімальнага павышэння прадукцыйнасці сонечных батарэй і функцыю абароны сістэмы ад няспраўнасцяў. Такім чынам, ёсць функцыі аўтаматычнага запуску і выключэння, функцыя адсочвання максімальнай магутнасці, функцыя прадухілення незалежнай працы (для сістэм, падлучаных да сеткі), функцыя аўтаматычнага рэгулявання напружання (для сістэм, падлучаных да сеткі), функцыя выяўлення пастаяннага току (для сістэм, падлучаных да сеткі). ), і выяўленне зямлі пастаяннага току. Функцыя (для сеткавых сістэм). Вось кароткае ўвядзенне ў функцыі аўтаматычнага запуску і выключэння і функцыю кантролю максімальнай магутнасці.

Аўтаматычная праца і функцыя адключэння: пасля ранішняга ўзыходу сонца інтэнсіўнасць сонечнага выпраменьвання паступова павялічваецца, і магутнасць сонечнай батарэі таксама павялічваецца. Калі выхадная магутнасць, неабходная для працы інвертара, дасягнута, інвертар аўтаматычна пачынае працаваць. Пасля ўваходу ў рэжым працы інвертар увесь час будзе кантраляваць выхад модуляў сонечных батарэй. Пакуль выхадная магутнасць модуляў сонечных элементаў перавышае выхадную магутнасць, неабходную для задачы інвертара, інвертар будзе працягваць працаваць; ён спыніцца да заходу сонца, нават калі інвертар можа працаваць і ў дажджлівыя дні. Калі выхад сонечнага модуля становіцца меншым, а выхад інвертара набліжаецца да 0, інвертар пераходзіць у рэжым чакання.

Функцыя кіравання адсочваннем максімальнай магутнасці: выхад модуля сонечнай батарэі змяняецца ў залежнасці ад інтэнсіўнасці сонечнага выпраменьвання і тэмпературы самога модуля сонечнай батарэі (тэмпература чыпа). Акрамя таго, таму што модулі сонечных батарэй маюць такую ​​характарыстыку, што напружанне памяншаецца па меры павелічэння току, існуе аптымальная рабочая кропка, якая можа атрымаць максімальную магутнасць. Інтэнсіўнасць сонечнага выпраменьвання змяняецца, і, відавочна, змяняецца і аптымальная рабочая кропка. У сувязі з гэтымі зменамі рабочая кропка модуля сонечнай батарэі заўсёды знаходзіцца ў кропцы максімальнай магутнасці, і сістэма заўсёды атрымлівае максімальную выхадную магутнасць ад модуля сонечнай батарэі. Гэты від кантролю - кантроль адсочвання максімальнай магутнасці. Самая вялікая асаблівасць інвертараў, якія выкарыстоўваюцца ў сістэмах выпрацоўкі сонечнай энергіі, заключаецца ў тым, што яны ўключаюць функцыю адсочвання максімальнай магутнасці (MPPT).

тыпу

Класіфікацыя вобласці прымянення

(1) Звычайны інвертар

Уваход пастаяннага току 12 або 24 В, 220 В пераменнага току, выхад 50 Гц, магутнасць ад 75 Вт да 5000 Вт, некаторыя мадэлі маюць пераўтварэнне пераменнага і пастаяннага току, гэта значыць функцыю КБС.

(2) Інвертар/зарадная прылада "усё ў адным".

У гэтым тыпе інвертара карыстальнікі могуць выкарыстоўваць розныя формы харчавання для харчавання нагрузак пераменнага току: калі ёсць сетка пераменнага току, сетка пераменнага току выкарыстоўваецца для харчавання нагрузкі праз інвертар або для зарадкі акумулятара; калі няма харчавання пераменнага току, акумулятар выкарыстоўваецца для харчавання нагрузкі пераменнага току. . Яго можна выкарыстоўваць у спалучэнні з рознымі крыніцамі энергіі: акумулятарамі, генератарамі, сонечнымі батарэямі і ветранымі турбінамі.

(3) Спецыяльны інвертар для пошты і тэлекамунікацый

Забяспечце высакаякасныя інвертары 48 В для паштовых і тэлекамунікацыйных паслуг. Прадукцыя адрозніваецца добрай якасцю, высокай надзейнасцю, модульнымі інвертарамі (модуль складае 1 кВт), мае функцыю рэзервавання N+1 і можа быць пашырана (магутнасць ад 2 кВт да 20 кВт). ).

(4) Спецыяльны інвертар для авіяцыі і ваенных

Гэты тып інвертара мае ўваход 28 В пастаяннага току і можа забяспечваць наступныя выхады пераменнага току: 26 В пераменнага току, 115 В пераменнага току, 230 В пераменнага току. Яго выхадная частата можа быць: 50 Гц, 60 Гц і 400 Гц, а выхадная магутнасць - ад 30 ВА да 3500 ВА. Ёсць таксама пераўтваральнікі DC-DC і пераўтваральнікі частоты, прызначаныя для авіяцыі.

Класіфікацыя формы выхаднога сігналу

(1) Інвертар квадратнай хвалі

Выхад пераменнага току ад інвертара з'яўляецца квадратным. Схемы інвертара, якія выкарыстоўваюцца ў гэтым тыпе інвертара, не зусім аднолькавыя, але агульнай рысай з'яўляецца тое, што схема адносна простая, а колькасць трубак выключальніка сілкавання выкарыстоўваецца невялікая. Разліковая магутнасць звычайна складае ад ста ват да аднаго кілавата. Перавагамі інвертара квадратнай формы з'яўляюцца: простая схема, нізкая цана і лёгкае абслугоўванне. Недахопам з'яўляецца тое, што квадратнае напружанне змяшчае вялікую колькасць гармонік высокага парадку, якія будуць ствараць дадатковыя страты ў нагрузачных прыборах з індуктыўнасцямі або трансфарматарамі з жалезным стрыжнем, выклікаючы перашкоды для радыё і некаторага абсталявання сувязі. Акрамя таго, гэты тып інвертар мае такія недахопы, як недастатковы дыяпазон рэгулявання напружання, няпоўная функцыя абароны і адносна высокі ўзровень шуму.

(2) Інвертар крокавай хвалі

Форма сігналу пераменнага току на выхадзе гэтага тыпу інвертара з'яўляецца крокавай хваляй. Ёсць шмат розных ліній для інвертара, каб рэалізаваць выхад крокавай хвалі, і колькасць крокаў у форме выхаднога сігналу моцна адрозніваецца. Перавага ступенчатага інвертара заключаецца ў тым, што форма выхаднога сігналу значна палепшана ў параўнанні з квадратным, а ўтрыманне гармонік высокага парадку зніжаецца. Калі крокі дасягаюць больш за 17, выхадны сігнал можа дасягаць квазісінусоіднай хвалі. Калі выкарыстоўваецца бестрансфарматарны выхад, агульны ККД вельмі высокі. Недахопам з'яўляецца тое, што ў схеме накладання лесвічнай хвалі выкарыстоўваецца шмат трубак з выключальнікамі сілкавання, а для некаторых формаў схемы патрабуецца некалькі набораў уваходаў пастаяннага току. Гэта стварае праблемы з групаваннем і праводкай батарэй сонечных батарэй і збалансаванай зарадкай батарэй. Акрамя таго, напруга хвалі лесвіцы ўсё яшчэ выклікае некаторыя высокачашчынныя перашкоды для радыё і некаторага абсталявання сувязі.

Інвертар сінусоіднай хвалі

Форма сігналу пераменнага току на выхадзе інвертара сінусоіднай хвалі з'яўляецца сінусоідай. Перавагі інвертара сінусоіднай хвалі заключаюцца ў тым, што ён мае добрую форму выхаднога сігналу, вельмі нізкі ўзровень скажэнняў, невялікія перашкоды для радыё і абсталявання і нізкі ўзровень шуму. Акрамя таго, ён мае поўныя функцыі абароны і высокую агульную эфектыўнасць. Недахопы: схема адносна складаная, патрабуе высокіх тэхналогій абслугоўвання і дарагая.

Класіфікацыя вышэйпералічаных трох тыпаў інвертараў карысная для распрацоўнікаў і карыстальнікаў фотаэлектрычных сістэм і сістэм ветраэнергетыкі для ідэнтыфікацыі і выбару інвертараў. Фактычна, інвертары з аднолькавай формай сігналу ўсё яшчэ маюць вялікія адрозненні ў прынцыпах схемы, выкарыстоўваных прыладах, метадах кіравання і г.д.

Іншыя метады класіфікацыі

1. У залежнасці ад частаты выхаднога пераменнага току, яго можна падзяліць на інвертар магутнасці частаты, інвертар сярэдняй частаты і інвертар высокай частаты. Частата пераўтваральніка магутнасці складае ад 50 да 60 Гц; частата сярэднечашчыннага інвертара звычайна складае ад 400 Гц да больш за дзесяць кГц; частата высокачашчыннага інвертара звычайна складае больш за дзесяць кГц да МГц.

2. У залежнасці ад колькасці фаз, якія выдае інвертар, яго можна падзяліць на аднафазны інвертар, трохфазны інвертар і шматфазны інвертар.

3. У адпаведнасці з прызначэннем выхадны магутнасці інвертар, ён можа быць падзелены на актыўны інвертар і пасіўны інвертар. Любы інвертар, які перадае электрычную энергію, якую выдае інвертар, у прамысловую электрасетку, называецца актыўным інвертарам; любы інвертар, які перадае электрычную энергію, якую выводзіць інвертар, на нейкую электрычную нагрузку, называецца пасіўным інвертарам. прылада.

4. Па форме асноўнай схемы інвертара яе можна падзяліць на аднаканцовы інвертар, двухтактны інвертар, паўмаставы інвертар і поўнамаставы інвертар.

5. У адпаведнасці з тыпам асноўнага камутацыйнага прылады інвертар, яго можна падзяліць на тырыстарны інвертар, транзістарны інвертар, палявы інвертар і інвертар з біпалярным транзістарам з ізаляваным затворам (IGBT). Яго можна падзяліць на дзве катэгорыі: "паўкіраваны" інвертар і "цалкам кіраваны" інвертар. Першы не мае магчымасці самаадключэння, і пасля ўключэння кампанент губляе функцыю кіравання, таму яго называюць «полууправляемым», і да гэтай катэгорыі ставяцца звычайныя тырыстары; апошні мае магчымасць самаадключэння, гэта значыць адсутнічае прылада Уключэннем і выключэннем можна кіраваць з дапамогай электрода кіравання, таму яго называюць «цалкам кіраваным тыпам». Сілавыя палявыя транзістары і двухмагутныя транзістары з ізаляваным затворам (IGBT) належаць да гэтай катэгорыі.

6. У залежнасці ад крыніцы харчавання пастаяннага току яе можна падзяліць на інвертар крыніцы напружання (VSI) і інвертар крыніцы току (CSI). У першым напружанне пастаяннага току амаль пастаяннае, а выхадное напружанне ўяўляе сабой пераменны квадрат; у апошнім пастаянны ток амаль пастаянны, а выхадны ток - гэта пераменны квадрат.

7. У адпаведнасці з метадам кіравання інвертарам яго можна падзяліць на інвертар з частатнай мадуляцыяй (PFM) і інвертар з шыротна-імпульснай мадуляцыяй (PWM).

8. У залежнасці ад рэжыму працы схемы пераключэння інвертара, яе можна падзяліць на рэзанансны інвертар, інвертар з жорсткім пераключэннем з фіксаванай частатой і інвертар з фіксаванай частатой з мяккім пераключэннем.

9. У адпаведнасці з метадам камутацыі інвертар, яго можна падзяліць на інвертар з камутацыяй нагрузкі і інвертар з аўтакамутацыяй.

Параметры прадукцыйнасці:

Існуе мноства параметраў і тэхнічных умоў, якія апісваюць прадукцыйнасць інвертар. Тут мы даем толькі кароткае тлумачэнне тэхнічных параметраў, якія звычайна выкарыстоўваюцца пры ацэнцы інвертараў.

1. Экалагічныя ўмовы для выкарыстання інвертар. Нармальныя ўмовы выкарыстання інвертара: вышыня не перавышае 1000 м, тэмпература паветра 0~+40 ℃.

2. Умовы ўваходнага сілкавання пастаяннага току, дыяпазон ваганняў уваходнага пастаяннага току: ±15% ад намінальнага значэння напружання акумулятара.

3. Намінальнае выхадное напружанне ў межах вызначанага дапушчальнага дыяпазону ваганняў уваходнага напружання пастаяннага току ўяўляе сабой намінальнае значэнне напружання, якое інвертар павінен выдаваць. Стабільная дакладнасць значэння выхаднога намінальнага напружання звычайна мае наступныя палажэнні:

(1) Падчас працы ва ўстойлівым рэжыме дыяпазон ваганняў напружання павінен быць абмежаваны, напрыклад, яго адхіленне не павінна перавышаць ±3% або ±5% ад намінальнага значэння.

(2) У дынамічных сітуацыях, калі нагрузка раптоўна змяняецца або на яе ўплываюць іншыя фактары перашкод, адхіленне выхаднога напружання не павінна перавышаць ±8% або ±10% ад намінальнага значэння.

4. Намінальная выхадны частата, частата выхаднога пераменнага току інвертара павінна быць адносна стабільным значэннем, звычайна частата сеткі 50 Гц. Пры нармальных умовах працы адхіленне павінна быць у межах ±1%.

5. Намінальны выхадны ток (або намінальная выхадная магутнасць) паказвае намінальны выхадны ток інвертара ў вызначаным дыяпазоне каэфіцыента магутнасці нагрузкі. Некаторыя інвертарныя прадукты даюць намінальную выходную магутнасць, выражаную ў ВА або кВА. Намінальная магутнасць інвертара, калі каэфіцыент выхадной магутнасці роўны 1 (гэта значыць чыста рэзістыўная нагрузка), намінальная выхадная напруга з'яўляецца здабыткам намінальнага выхаднога току.

6. Намінальная эфектыўнасць выхаду. Каэфіцыент карыснага дзеяння інвертара - гэта стаўленне яго выхадны магутнасці да ўваходнай магутнасці пры зададзеных умовах працы, выражанае ў %. Эфектыўнасць інвертара пры намінальнай выходнай магутнасці роўная эфектыўнасці пры поўнай нагрузцы, а эфектыўнасць пры 10% ад намінальнай выхадной магутнасці - гэта эфектыўнасць пры нізкай нагрузцы.

7. Максімальнае ўтрыманне гармонік інвертар. Для інвертара сінусоіднай хвалі пры рэзістыўнай нагрузцы максімальнае ўтрыманне гармонік выхаднога напружання павінна быць ≤10%.

8. Перагрузачная здольнасць інвертара адносіцца да здольнасці інвертара выдаваць больш, чым намінальнае значэнне току, за кароткі прамежак часу пры пэўных умовах. Перагрузачная здольнасць інвертара павінна адпавядаць пэўным патрабаванням пры зададзеным каэфіцыенце магутнасці нагрузкі.

9. ККД інвертара - гэта стаўленне выходнай актыўнай магутнасці інвертара да актыўнай уваходнай магутнасці (або магутнасці пастаяннага току) пры намінальным выхадным напрузе, выхадным току і зададзеным каэфіцыенце магутнасці нагрузкі.

10. Каэфіцыент магутнасці нагрузкі паказвае здольнасць інвертара вытрымліваць індуктыўныя або ёмістныя нагрузкі. Ва ўмовах сінусоіды каэфіцыент магутнасці нагрузкі складае 0,7~0,9 (адставанне), а намінальнае значэнне - 0,9.

11. Асіметрыя нагрузкі. Пры асіметрычнай нагрузцы 10% асіметрыя выхаднога напружання трохфазнага інвертара з фіксаванай частатой павінна быць ≤10%.

12. Дысбаланс выхаднога напружання. Пры нармальных умовах працы выхадны дысбаланс трохфазнага напружання (адносіны кампанента зваротнай паслядоўнасці да кампанента станоўчай паслядоўнасці) інвертара не павінен перавышаць зададзенае значэнне, звычайна выражанае ў %, напрыклад 5 % або 8 %.

13. Характарыстыкі запуску: пры нармальных умовах працы інвертар павінен мець магчымасць нармальна запускацца 5 разоў запар пры поўнай нагрузцы і без нагрузкі.

14. Функцыі абароны, інвертар павінен быць настроены: абарона ад кароткага замыкання, абарона ад перагрузкі па току, абарона ад перагрэву, абарона ад перанапружання, абарона ад паніжанага напружання і абарона ад страты фазы. Сярод іх абарона ад перанапружання азначае, што для інвертараў без мер па стабілізацыі напружання павінны быць прыняты меры абароны ад перанапружання на выхадзе, каб абараніць мінусавую клему ад пашкоджання выхадным перанапружаннем. Абарона ад перагрузкі па току адносіцца да абароны пераўтваральніка ад перагрузкі па току, якая павінна быць у стане забяспечыць своечасовае дзеянне, калі нагрузка кароткае замыканне або ток перавышае дапушчальнае значэнне, каб абараніць яго ад пашкоджання імпульсным токам.

15. Інвертар павінен вытрымліваць электрамагнітныя перашкоды ў навакольным асяроддзі пры вызначаных нармальных умовах працы. Прадукцыйнасць абароны ад перашкод і электрамагнітная сумяшчальнасць інвертара павінны адпавядаць адпаведным стандартам.

16. Інвертары, якія рэдка эксплуатуюцца, кантралююцца і абслугоўваюцца, павінны быць ≤95 дБ; інвертары, якія часта эксплуатуюцца, кантралююцца і абслугоўваюцца, павінны быць ≤80 дБ.

17. Дысплей, інвертар павінен быць абсталяваны дысплеем даных такіх параметраў, як выхаднае напружанне пераменнага току, выхадны ток і выхадная частата, а таксама сігнальным дысплеем уваходнага сігналу ў рэжыме жывога, пад напругай і стану няспраўнасці.

18. Камунікатыўная функцыя. Функцыя аддаленай сувязі дазваляе карыстальнікам правяраць працоўны стан прылады і захаваныя даныя, не заходзячы на ​​сайт.

19. Скажэнне формы сігналу выхаднога напружання. Калі выхадное напружанне інвертара сінусоіднае, трэба ўказаць максімальна дапушчальнае скажэнне формы сігналу (або ўтрыманне гаранік). Звычайна выражаецца як сумарнае скажэнне формы сігналу выхаднога напружання, яго значэнне не павінна перавышаць 5% (10% дапускаецца для аднафазнага выхаду).

20. Пускавая характарыстыка, якая характарызуе здольнасць інвертара да запуску з нагрузкай і яго працаздольнасць пры дынамічнай працы. Інвертар павінен забяспечваць надзейны запуск пры намінальнай нагрузцы.

21. Шум. Трансфарматары, індуктыўнасці фільтраў, электрамагнітныя выключальнікі, вентылятары і іншыя кампаненты сілавога электроннага абсталявання - усе яны ствараюць шум. Калі інвертар працуе нармальна, яго шум не павінен перавышаць 80 дБ, а шум маленькага інвертара не павінен перавышаць 65 дБ.

Характарыстыкі батарэі:

Фотаэлектрычная батарэя

Каб распрацаваць сонечную інвертарную сістэму, важна спачатку зразумець розныя характарыстыкі сонечных батарэй (PV-элементаў). Rp і Rs - гэта паразітныя супраціўленні, якія ў ідэальных умовах роўныя бясконцасці і нулю адпаведна.

Інтэнсіўнасць святла і тэмпература могуць істотна паўплываць на працоўныя характарыстыкі фотаэлементаў. Ток прапарцыйны інтэнсіўнасці святла, але змены святла практычна не ўплываюць на працоўнае напружанне. Аднак на працоўнае напружанне ўплывае тэмпература. Павышэнне тэмпературы акумулятара зніжае працоўнае напружанне, але мала ўплывае на выпрацоўваемы ток. На малюнку ніжэй паказана ўздзеянне тэмпературы і святла на фотаэлектрычныя модулі.

Змены інтэнсіўнасці святла больш уплываюць на выходную магутнасць батарэі, чым змены тэмпературы. Гэта дакладна для ўсіх шырока выкарыстоўваюцца фотаэлектрычных матэрыялаў. Важным наступствам спалучэння гэтых двух эфектаў з'яўляецца тое, што магутнасць фотаэлементаў памяншаецца з памяншэннем інтэнсіўнасці святла і/або павышэннем тэмпературы.

Кропка максімальнай магутнасці (MPP)

Сонечныя элементы могуць працаваць у шырокім дыяпазоне напружання і току. MPP вызначаецца бесперапынным павелічэннем рэзістыўнай нагрузкі на асветленую ячэйку ад нуля (кароткае замыканне) да вельмі высокага значэння (разрыў ланцуга). MPP - гэта рабочая кропка, у якой V x I дасягае свайго максімальнага значэння, і пры такой інтэнсіўнасці асвятлення можа быць дасягнута максімальная магутнасць. Выхадная магутнасць у выпадку кароткага замыкання (напружанне PV роўна нулю) або абрыву ланцуга (ток PV роўны нулю) роўная нулю.

Высакаякасныя сонечныя батарэі з монакрышталічнага крэмнію ствараюць напружанне холадна ланцуга 0,60 вольта пры тэмпературы 25°C. Пры поўным сонечным асвятленні і тэмпературы паветра 25°C тэмпература дадзенай ячэйкі можа быць блізкай да 45°C, што знізіць напружанне халасты ланцуга прыкладна да 0,55 В. Па меры павышэння тэмпературы напружанне холадна працягвае зніжацца да кароткага замыкання фотаэлектрычнага модуля.

Максімальная магутнасць пры тэмпературы акумулятара 45°C звычайна атрымліваецца пры 80% напружання холадна і 90% току кароткага замыкання. Ток кароткага замыкання акумулятара амаль прапарцыйны асветленасці, а напружанне халастых ланцугоў можа зменшыцца толькі на 10%, калі асветленасць паменшыцца на 80%. Акумулятары больш нізкай якасці будуць зніжаць напружанне хутчэй, калі ток павялічваецца, тым самым памяншаючы даступную магутнасць. Выпуск знізіўся з 70% да 50%, а то і да 25%.

Сонечны мікраінвертар павінен гарантаваць, што фотаэлектрычныя модулі працуюць на MPP у любы момант часу, каб максімальная колькасць энергіі магла быць атрымана ад фотаэлектрычных модуляў. Гэта можа быць дасягнута з дапамогай цыкла кіравання кропкай максімальнай магутнасці, таксама вядомага як трэкер максімальнай магутнасці (MPPT). Дасягненне высокага каэфіцыента адсочвання MPP таксама патрабуе, каб пульсацыі выхаднога напружання фотаэлектрычнай электраэнергіі былі дастаткова малымі, каб ток фотаэлектрычнай энергіі не змяніўся занадта моцна пры працы каля кропкі максімальнай магутнасці.

Дыяпазон напружання MPP фотаэлектрычных модуляў звычайна можа быць вызначаны ў дыяпазоне ад 25 В да 45 В, з выпрацоўкай магутнасці прыблізна 250 Вт і напругай холадна ланцуга ніжэй за 50 В.

Выкарыстанне і абслугоўванне:

выкарыстоўваць

1. Падключайце і ўстанаўлівайце абсталяванне ў строгай адпаведнасці з патрабаваннямі інструкцыі па эксплуатацыі і абслугоўванню інвертара. Падчас мантажу варта старанна правяраць: ці адпавядае дыяметр дроту патрабаванням; ці не саслабіліся кампаненты і клемы падчас транспарціроўкі; ці добра ізаляваныя ізаляваныя часткі; ці адпавядае нарматывам зазямленне сістэмы.

2. Інвертар павінен эксплуатавацца і выкарыстоўвацца ў строгай адпаведнасці з інструкцыямі па эксплуатацыі і абслугоўванню. У прыватнасці: перш чым уключыць машыну, звярніце ўвагу, ці нармальнае ўваходнае напружанне; падчас працы звяртайце ўвагу на тое, ці правільная паслядоўнасць уключэння і выключэння машыны, ці нармальныя паказанні кожнага лічыльніка і індыкатарнай лямпачкі.

3. Інвертары, як правіла, маюць аўтаматычную абарону ад абрыву ланцуга, перагрузкі па току, перанапружання, перагрэву і іншых прадметаў, таму, калі ўзнікаюць гэтыя з'явы, няма неабходнасці адключаць уручную; кропкі абароны аўтаматычнай абароны, як правіла, устаноўлены на заводзе, і няма неабходнасці наладжваць паўторна.

4. У шафе інвертара высокае напружанне. Аператарам звычайна забаронена адчыняць дзверы шафы, а ў звычайны час дзверы шафы павінны быць зачыненыя.

5. Калі тэмпература ў памяшканні перавышае 30°C, неабходна прыняць меры па адводзе цяпла і астуджэнні, каб прадухіліць выхад з ладу абсталявання і падоўжыць тэрмін службы абсталявання.

Тэхнічнае абслугоўванне і агляд

1. Рэгулярна правярайце, ці цвёрдая правадка кожнай часткі інвертара і ці няма слабінак. У прыватнасці, трэба старанна праверыць вентылятар, модуль харчавання, уваходную клему, выходную клему і зазямленне.

2. Пасля таго, як сігналізацыя выключаецца, яна не дазваляецца запускаць неадкладна. Прычыну трэба высветліць і ліквідаваць перад запускам. Праверка павінна праводзіцца ў строгай адпаведнасці з этапамі, указанымі ў кіраўніцтве па тэхнічным абслугоўванні інвертара.

3. Аператары павінны прайсці спецыяльную падрыхтоўку і ўмець вызначаць прычыны агульных няспраўнасцяў і ліквідаваць іх, напрыклад, умела замяняць засцерагальнікі, кампаненты і пашкоджаныя платы. Непадрыхтаваны персанал не мае права працаваць з абсталяваннем.

4. Калі здарылася аварыя, якую цяжка ліквідаваць, або прычына аварыі незразумелая, трэба весці падрабязныя запісы аварыі і своечасова паведаміць вытворцу інвертара для вырашэння.