Enciclopedia introduzione à l'invertitori solari

Inverter , cunnisciutu ancu cum'è regulatore di putenza è regulatore di putenza, hè una parte essenziale di u sistema fotovoltaicu. A funzione principale di l'inverter fotovoltaicu hè di cunvertisce l'energia DC generata da i pannelli solari in energia AC utilizata da l'apparecchi di casa. Tutta l'electricità generata da i pannelli solari deve esse trattata da l'inverter prima di pudè esse uscita in u mondu esternu. [1] Per mezu di u circuitu full-bridge, u processatore SPWM hè generalmente utilizatu per sottumette a modulazione, filtru, rinfurzà a tensione, etc. per ottene una putenza AC sinusoidale chì currisponde à a frequenza di carica di l'illuminazione, a tensione nominale, etc. per l'utilizatori finali di u sistema. Cù un inverter, una bateria DC pò esse usata per furnisce l'energia AC à l'apparecchi.

Introduzione:

U sistema di generazione di energia solare AC hè cumpostu di pannelli solari, controller di carica, inverter è batteria; u sistema di generazione di energia solare DC ùn include micca inverter. U prucessu di cunvertisce l'energia AC in putenza DC hè chjamatu rectificazione, u circuitu chì compie a funzione di rettifica hè chjamatu circuitu di rettificatore, è u dispusitivu chì implementa u prucessu di rettifica hè chjamatu un dispositivu di rettificatore o rectificatore. In currispundenza, u prucessu di cunvertisce a putenza DC in AC power hè chjamatu inverter, u circuitu chì compie a funzione inverter hè chjamatu circuit inverter, è u dispusitivu chì implementa u prucessu inverter hè chjamatu inverter equipment o inverter.

U core di u dispusitivu inverter hè u circuitu inverter switch, chjamatu circuitu inverter. Stu circuitu compie a funzione di l'inverter accendendu è disattivendu l'interruttore elettronicu di putenza. U cambiamentu di i dispusitivi di commutazione elettronica di putere richiede certi impulsi di guida, è questi impulsi ponu esse aghjustati cambiendu un signalu di tensione. U circuitu chì genera è regula impulsi hè spessu chjamatu circuitu di cuntrollu o loop di cuntrollu. A struttura basica di u dispusitivu inverter include, in più di u circuitu di inverter sopra-mintuatu è u circuitu di cuntrollu, un circuitu di prutezzione, un circuitu di output, un circuitu di input, un circuitu di output, etc.

Features:

A causa di a diversità di l'edificazioni, inevitabbilmente porta à a diversità di installazioni di pannelli solari. Per maximizà l'efficienza di cunversione di l'energia solare, tenendu in contu a bella apparenza di l'edifiziu, questu hè bisognu di a diversificazione di i nostri inverter per ottene u megliu modu di energia solare. Cunvertisce.

Inversione centralizzata

L'inverter centralizatu hè generalmente utilizatu in sistemi di grandi centrali fotovoltaiche (> 10kW). Parechje corde fotovoltaiche parallele sò cunnessi à l'input DC di u stessu inverter centralizatu. In generale, i moduli di putenza IGBT trifasi sò usati per una putenza alta. I più chjuchi utilizanu transistori di effettu di campu è utilizanu cuntrolli di cunversione DSP per migliurà a qualità di a putenza generata in modu chì hè assai vicinu à una corrente sinusoidale. A più grande funzione hè l'alta putenza è u prezzu bassu di u sistema. Tuttavia, l'efficienza è a capacità di pruduzzione elettrica di u sistema fotovoltaicu tutale sò affettati da l'abbinamentu di corde fotovoltaiche è ombre parziale. À u listessu tempu, l'affidabilità di a generazione di energia di tuttu u sistema fotovoltaicu hè affettata da u poviru statutu di travagliu di un certu gruppu di unità fotovoltaica. L'ultime direzzione di ricerca sò l'usu di u cuntrollu di modulazione di u vettore spaziale è u sviluppu di novi cunnessione di topologia inverter per ottene una alta efficienza in cundizioni di carica parziale. Nantu à l'inverter centralizatu SolarMax, una scatula d'interfaccia di array fotovoltaica pò esse attaccata per monitorà ogni fila di pannelli di vele fotovoltaiche. Se una di e stringhe ùn hè micca travagliatu bè, u sistema serà L'infurmazione hè trasmessa à u cuntrollu remotu, è sta stringa pò esse fermata attraversu u cuntrollu remota, perchè u fallimentu di una stringa fotovoltaica ùn riducerà o affetta u travagliu è a pruduzzioni di energia. di tuttu u sistema fotovoltaicu.

Inverter di stringa

L'invertitori di stringa sò diventati l'invertitori più populari in u mercatu internaziunale. L'inverter di stringa hè basatu annantu à u cuncettu modulare. Ogni stringa fotovoltaica (1kW-5kW) passa per un inverter, hà un tracciamentu di u piccu massimu di putenza à l'estremità DC, è hè cunnessu in parallelu à a griglia à l'estremità AC. Parechje grandi centrali fotovoltaiche utilizanu inverter di stringa. U vantaghju hè chì ùn hè micca affettatu da e differenze di moduli è l'ombra trà e corde, è à u stessu tempu reduce u puntu di funziunamentu ottimali di i moduli fotovoltaici.

Mismatch cù l'inverter, aumentandu cusì a generazione di energia. Sti vantaghji tecnichi ùn solu riduce i costi di u sistema, ma ancu aumentanu l'affidabilità di u sistema. À u listessu tempu, u cuncettu di "maestru-schiavu" hè introduttu trà e stringhe, perchè quandu u putere di una sola stringa in u sistema ùn pò micca fà un travagliu unicu inverter, parechji gruppi di corde fotovoltaiche ponu esse cunnessi inseme per permette una o parechji di elli à travaglià. , producendu cusì più energia elettrica. L'ultimu cuncettu hè chì parechji inverter formanu una "squadra" cù l'altri per rimpiazzà u cuncettu "maestru-slave", facendu u sistema più affidabile.

Inverter di stringhe multiple

Inverter multi-stringa piglia i vantaghji di l'inverter centralizatu è l'inverter di stringa, evitendu i so disadvantages, è pò esse appiicatu à stazioni fotovoltaiche cù parechji kilowatt. In l'inverter multi-stringa, diverse traccia di picchi di potenza individuale è cunvertitori DC-to-DC sò inclusi. A DC hè cunvertita in putenza AC attraversu un inverter DC-à-AC cumuni è cunnessu à a reta. Diverse valutazioni di stringhe fotovoltaiche (per esempiu, diverse putenzi nominali, diversi nùmeru di moduli per stringa, diversi fabricatori di moduli, etc.), diverse dimensioni o diverse tecnulugii di moduli fotovoltaici, diverse orientazioni di e stringhe (per esempiu : est, sudu è punente) , diversi anguli di inclinazione o ombrezza, ponu esse cunnessi à un inverter cumunu, cù ogni stringa chì opera à u so rispittivu piccu di putenza massima. À u listessu tempu, a lunghezza di u cable DC hè ridutta, minimizendu l'effettu di l'ombra trà e corde è a perdita causata da e differenzi trà e corde.

Inverter di cumpunenti

U modulu inverter cunnetta ogni modulu fotovoltaicu à un inverter, è ogni modulu hà un seguimentu di u piccu di potenza massima indipendente, in modu chì u modulu è l'inverter cooperanu megliu. Di solitu utilizatu in stazioni fotovoltaiche da 50W à 400W, l'efficienza tutale hè più bassa di quella di l'inverter di stringa. Siccomu sò cunnessi in parallelu à u latu AC, questu aumenta a cumplessità di u filatu in u latu AC è rende u mantenimentu difficiule. Un'altra cosa chì deve esse risolta hè cumu per cunnette à a reta più efficace. U modu sèmplice hè di cunnette à a reta direttamente à traversu i socket AC ordinali, chì ponu riduce i costi è l'installazione di l'equipaggiu, ma spessu i normi di sicurità di a rete elettrica in parechji lochi ùn ponu micca permettenu. Fendu cusì, a cumpagnia di energia pò oppone à a cunnessione diretta di u dispusitivu generatore à una presa di casa ordinaria. Un altru fattore di sicurità hè s'ellu hè necessariu un transformatore di isolamentu (alta frequenza o bassa frequenza) o se un inverter senza transformatore hè permessu. Stu inverter hè più largamente utilizatu in i muri di cortina di vetru.

Efficienza Inverter Solar

L'efficienza di l'inverter solari si riferisce à u mercatu crescente di l'invertitori solari (inverter fotovoltaici) per via di a dumanda di energia rinnuvevule. È questi inverter necessitanu una efficienza è affidabilità estremamente alta. I circuiti di putenza utilizati in questi inverter sò esaminati è e megliu scelte per i dispositi di commutazione è di rettificatori sò cunsigliati. A struttura generale di un inverter fotovoltaicu hè indicatu in a Figura 1. Ci sò trè inverter diffirenti per sceglie. A luce di u sole brilla nantu à i moduli solari cunnessi in serie, è ogni modulu cuntene un inseme di unità di celle solari cunnessi in serie. A tensione di corrente diretta (DC) generata da i moduli solari hè di l'ordine di parechji centu volti, secondu e cundizioni di illuminazione di u modulu array, a temperatura di e cellule è u numeru di moduli cunnessi in serie.

A funzione primaria di stu tipu di inverter hè di cunvertisce a tensione DC input in un valore stabile. Questa funzione hè implementata per mezu di un convertitore di boost è richiede un interruttore di boost è un diodu di boost. In a prima architettura, a tappa di spinta hè seguita da un cunvertitore full-bridge isolatu. U scopu di u transformatore di ponte pienu hè di furnisce l'isolamentu. U secondu cunvertitore full-ponte nantu à l'output hè utilizatu per cunvertisce u DC da u primu cunvertitore full-bridge in a tensione alternata (AC). A so uscita hè filtrata prima di esse cunnessa à a reta di a rete AC per via di un interruttore di relé supplementu à doppiu contactu, per furnisce un isolamentu sicuru in casu d'un difettu è l'isolamentu da a rete di furnimentu di notte. A seconda struttura hè un schema micca isolatu. Frà elli, a tensione AC hè generata direttamente da a tensione DC output da u stadiu boost. A terza struttura usa una topulugia innovativa di interruttori di putenza è diodi di putenza per integrà e funzioni di e parti di generazione di spinta è AC in una topulugia dedicata, facendu l'inverter u più efficiente pussibule malgradu l'efficienza di cunversione assai bassa di u pannellu solare. Vicinu à u 100% ma assai impurtante. In Germania, un modulu di serie 3kW installatu nantu à un tettu orientatu à u sudu hè previstu di generà 2550 kWh annu. Se l'efficienza di l'inverter hè aumentata da 95% à 96%, un supplementu di 25kWh d'electricità pò esse generatu ogni annu. U costu di l'usu di moduli solari supplementari per generà stu 25kWh hè equivalente à aghjunghje un inverter. Siccomu l'aumentu di l'efficienza da 95% à 96% ùn duppià micca u costu di l'inverter, investisce in un inverter più efficiente hè una scelta inevitabbile. Per i disinni emergenti, l'aumentu di l'efficienza di l'inverter in u modu più costu-efficace hè un criteriu chjave di cuncepimentu. In quantu à l'affidabilità è u costu di l'inverter, sò dui altri criteri di cuncepimentu. L'efficienza più alta riduce i fluttuazioni di a temperatura annantu à u ciculu di carica, migliurà cusì l'affidabilità, cusì sti linee guida sò in realtà ligati. L'usu di moduli aumenterà ancu a affidabilità.

Boost switch è diode

Tutte e topologie mostrate necessitanu interruttori di putenza di commutazione rapida. U stadiu boost è u stadiu di cunversione full-bridge necessitanu diodi di commutazione rapida. Inoltre, i switches ottimizzati per a commutazione di bassa frequenza (100Hz) sò ancu utili per queste topologie. Per ogni tecnulugia di siliciu data, i switch ottimizzati per a commutazione rapida averà perdite di cunduzzione più elevate cà i switch ottimizzati per l'applicazioni di commutazione di bassa frequenza.

U stadiu boost hè generalmente cuncepitu cum'è un cunvertitore di modu di corrente cuntinuu. Sicondu u nùmeru di moduli solari in l'array utilizatu in l'inverter, pudete sceglie l'usu di i dispositi 600V o 1200V. Dui scelte per i switches di putenza sò MOSFET è IGBT. In generale, i MOSFET ponu operare à frequenze di commutazione più altu ch'è l'IGBT. Inoltre, l'influenza di u diodu di u corpu deve sempre esse cunsideratu: in u casu di u stadiu di spinta, questu ùn hè micca un prublema, postu chì u diodu di u corpu ùn porta micca in modu di funziunamentu normale. E perdite di cunduzzione MOSFET ponu esse calculate da a resistenza RDS (ON), chì hè proporzionale à l'area di u die efficace per una data famiglia MOSFET. Quandu a tensione nominale cambia da 600V à 1200V, e perdite di cunduzzione di u MOSFET aumenteranu assai. Dunque, ancu s'è u RDS (ON) nominale hè equivalente, u MOSFET 1200V ùn hè micca dispunibule o u prezzu hè troppu altu.

Per i switch boost valutati à 600V, i MOSFET superjunction ponu esse usatu. Per l'applicazioni di commutazione d'alta frequenza, sta tecnulugia hà e migliori perdite di cunduzzione. MOSFET cù valori RDS (ON) sottu 100 milliohms in pacchetti TO-220 è MOSFET cù valori RDS (ON) sottu 50 milliohms in pacchetti TO-247. Per l'inverter solari chì necessitanu una commutazione di putenza 1200V, IGBT hè a scelta adatta. Tecnulugie IGBT più avanzate, cum'è NPT Trench è NPT Field Stop, sò ottimisate per riduce e perdite di cunduzzione, ma à a spesa di perdite di commutazione più elevate, chì li rende menu adattati per l'applicazioni di spinta à frequenze alte.

Basatu annantu à l'antica tecnulugia planar NPT, hè statu sviluppatu un dispositivu FGL40N120AND chì pò migliurà l'efficienza di u circuitu di spinta cù alta frequenza di commutazione. Ha un EOFF di 43uJ/A. In cunfrontu cù i dispositi tecnulugichi più avanzati, l'EOFF hè 80uJ / A, ma deve esse ottenutu Stu tipu di prestazioni hè assai difficiule. U svantaghju di u dispositivu FGL40N120AND hè chì a caduta di tensione di saturazione VCE (SAT) (3.0V versus 2.1V à 125ºC) hè alta, ma e so perdite di commutazione bassu à frequenze di commutazione di spinta alta più di cumpensu per questu. U dispusitivu integra ancu un diodu anti-parallelu. Sottu u funziunamentu di boost normale, stu diodu ùn si cunducerà. In ogni casu, durante l'iniziu o durante e cundizioni transitori, hè pussibule chì u circuitu di spinta sia guidatu in modu attivu, in quale casu u diodu anti-parallelu cunducerà. Siccomu l'IGBT stessu ùn hà micca un diodu di corpu inerente, stu diodu co-imballatu hè necessariu per assicurà un funziunamentu affidabile. Per i diodi di boost, sò richiesti diodi di ricuperazione rapida cum'è Stealth™ o diodi di siliciu di carbonu. Quandu selezziunate un diodu di spinta, l'effettu di a corrente di ricuperazione inversa (o a capacità di junction di un diodu di carbonu-silicuu) nantu à l'interruttore di spinta deve esse cunsideratu, perchè questu risultatu in perdite supplementari. Quì, u diodu Stealth II FFP08S60S appena lanciatu pò furnisce un rendimentu più altu. Quandu VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us, è a temperatura di u casu hè 100ºC, a perdita di commutazione calculata hè più bassa di u paràmetru FFP08S60S di 205mJ. Utilizendu u diodu Stealth ISL9R860P2, stu valore righjunghji 225mJ. Dunque, questu migliurà ancu l'efficienza di l'inverter à frequenze di commutazione elevate.

Interruttori di ponte è diodi

Dopu a filtrazione MOSFET full-bridge, u ponte di output genera una tensione sinusoidale di 50Hz è un signalu di corrente. Una implementazione cumuni hè di utilizà una architettura standard full-bridge (Figura 2). In a figura, se l'interruttori nantu à a parte superiore sinistra è in basso à destra sò attivati, una tensione positiva hè caricata trà i terminali di manca è di diritta; se l'interruttori nantu à a parte alta destra è in basso a manca sò attivati, una tensione negativa hè caricata trà i terminali di manca è di diritta. Per questa applicazione, solu un interruttore hè attivatu durante un certu periodu di tempu. Un switch pò esse cambiatu à PWM alta frequenza è l'altru cambia à bassa frequenza 50Hz. Siccomu u circuitu di bootstrap s'appoghja nantu à a cunversione di i dispositi low-end, i dispositi low-end sò cambiati à PWM high-frequenza, mentre chì i dispositi high-end sò cambiati à 50Hz low frequency. Questa applicazione usa un interruttore di putenza 600V, cusì u MOSFET di superjunction 600V hè assai adattatu per stu dispusitivu di cambiamentu d'alta velocità. Perchè sti dispusitivi di cunversione resistanu à u currente di ricuperazione inversa cumpleta di l'altri dispositi quandu l'interruttore hè attivatu, i dispositi superjunction di ricuperazione rapida cum'è u 600V FCH47N60F sò scelte ideali. U so RDS(ON) hè 73 milliohms, è a so perdita di cunduzzione hè assai bassu cumparatu cù altri dispositi simili di ricuperazione rapida. Quandu stu dispusitivu cunvertisce à 50Hz, ùn ci hè bisognu di utilizà a funzione di ripresa rapida. Questi dispositi anu eccellenti caratteristiche dv / dt è di / dt, chì migliurà l'affidabilità di u sistema cumparatu cù i MOSFET superjunction standard.

Un'altra opzione chì vale a pena spiegà hè l'usu di u dispusitivu FGH30N60LSD. Hè un IGBT 30A / 600V cù una tensione di saturazione VCE (SAT) di solu 1.1V. A so perdita turn-off EOFF hè assai altu, ghjunghje sin'à 10mJ, cusì hè adattatu solu per a cunversione di freccia bassa. Un MOSFET da 50 milliohm hà una resistenza RDS(ON) di 100 milliohms à a temperatura operativa. Dunque, à 11A, hà u stessu VDS cum'è u VCE (SAT) di l'IGBT. Siccomu questu IGBT hè basatu annantu à a tecnulugia di rupture più antica, VCE (SAT) ùn cambia assai cù a temperatura. Questu IGBT riduce dunque a perdita generale in u ponte di output, aumentendu cusì l'efficienza generale di l'inverter. U fattu chì u FGH30N60LSD IGBT cambia da una tecnulugia di cunversione di putenza à una altra topologia dedicata ogni mità ciculu hè ancu utile. I IGBT sò usati quì cum'è switch topologichi. Per un cambiamentu più veloce, i dispositi di superjunzione di ricuperazione cunvinziunali è veloci sò usati. Per a topologia dedicata 1200V è a struttura di ponte pienu, u FGL40N120AND sopra citatu hè un switch chì hè assai adattatu per i novi inverter solari d'alta frequenza. Quandu i tecnulugii specializati necessitanu diodi, i diodi Stealth II, Hyperfast™ II è i diodi di carbonu-siliciu sò grandi soluzioni.

funzione:

L'inverter ùn hè micca solu a funzione di cunversione DC à AC, ma hà ancu a funzione di maximizà u rendiment di e cellule solari è a funzione di prutezzione di difetti di u sistema. In riassuntu, ci sò funzioni automatiche di funziunamentu è spegnimentu, funzione di cuntrollu di seguimentu di a putenza massima, funzione di prevenzione di u funziunamentu indipendenti (per sistemi cunnessi à a rete), funzione di regulazione automatica di tensione (per sistemi cunnessi à a rete), funzione di rilevazione DC (per sistemi cunnessi à a rete). ), è a rilevazione di terra DC. Funzione (per sistemi cunnessi à a rete). Eccu una breve introduzione à e funzioni automatiche di funziunamentu è spegnimentu è a funzione di cuntrollu di seguimentu di a putenza massima.

Funzione automatica di operazione è spegnimentu: dopu l'alba di a matina, l'intensità di a radiazione solare aumenta gradualmente, è a pruduzzione di a cellula solare aumenta ancu. Quandu a putenza di output necessaria per u funziunamentu di l'inverter hè ghjunta, l'inverter si mette automaticamente in funzione. Dopu avè entratu in u funziunamentu, l'inverter monitorerà a pruduzzioni di i moduli di e celle solari in ogni mumentu. Sempre chì a putenza di output di i moduli di e cellule solari hè più grande di a putenza di output necessaria per u compitu di l'inverter, l'inverter continuerà à operare; fermarà finu à u tramontu, ancu s'ellu L'inverter pò ancu operare in i ghjorni di pioggia. Quandu l'output di u modulu solare diventa più chjucu è l'output di l'inverter si avvicina à 0, l'inverter entra in un statu di standby.

Funzione di cuntrollu di traccia di a putenza massima: L'output di u modulu di a cellula solare cambia cù l'intensità di a radiazione solare è a temperatura di u modulu di a cellula solare stessu (temperatura di chip). Inoltre, perchè i moduli di e cellule solari anu a caratteristica chì a tensione diminuite cum'è l'aumentu di a corrente, ci hè un puntu di funziunamentu ottimali chì pò ottene u putere massimu. L'intensità di a radiazione solare hè cambiata, è ovviamente u puntu di travagliu ottimale hè ancu cambiatu. In relazione à questi cambiamenti, u puntu di travagliu di u modulu di a cellula solare hè sempre guardatu à u puntu di putenza massima, è u sistema ottene sempre a potenza massima di u modulu di a cellula solare. Stu tipu di cuntrollu hè u cuntrollu massimu di seguimentu di putenza. A più grande funzione di l'invertitori utilizati in i sistemi di generazione di energia solare hè chì includenu a funzione di seguimentu di u puntu di putenza massima (MPPT).

tipu

Classificazione di u scopu di l'applicazione

(1) Inverter ordinariu

Input DC 12V o 24V, AC 220V, output 50Hz, putenza da 75W à 5000W, certi mudelli anu cunversione AC è DC, vale à dì, funzione UPS.

(2) Inverter / charger all-in-one machine

In stu tipu d'inverter, l'utilizatori ponu utilizà diverse forme di putenza per alimentà i carichi AC: quandu ci hè una putenza AC, u putere AC hè utilizatu per alimentà a carica attraversu l'inverter, o per carricà a bateria; quandu ùn ci hè micca una putenza AC, a bateria hè usata per alimentà a carica AC. . Pò esse usatu in cunghjunzione cù diverse fonti di energia: batterie, generatori, pannelli solari è turbine eoliche.

(3) Inverter speciale per posta è telecomunicazioni

Fornite inverter 48V d'alta qualità per i servizii postali è di telecomunicazioni. I prudutti sò di bona qualità, alta affidabilità, modulari (u modulu hè 1KW) inverter, è anu una funzione di redundanza N + 1 è ponu esse allargati (putenza da 2KW à 20KW). ).

(4) Inverter speciale per l'aviazione è militare

Stu tipu d'inverter hà un input 28Vdc è pò furnisce i seguenti outputs AC: 26Vac, 115Vac, 230Vac. A so frequenza di output pò esse: 50Hz, 60Hz è 400Hz, è a putenza di output varieghja da 30VA à 3500VA. Ci sò ancu cunvertitori DC-DC è convertitori di frequenza dedicati à l'aviazione.

Classificazione di forma d'onda di output

(1) Inverter à onda quadra

A forma d'onda di tensione AC prodotta da l'inverter d'onda quadra hè un'onda quadra. I circuiti inverter utilizati da stu tipu d'inverter ùn sò micca esattamente listessi, ma a funzione cumuna hè chì u circuitu hè relativamente simplice è u numeru di tubi interruttori di putenza utilizati hè chjucu. U putere di disignu hè generalmente trà centu watt è un kilowatt. I vantaghji di l'inverter d'onda quadra sò: circuitu simplice, prezzu prezzu è mantenimentu faciule. U svantaghju hè chì a tensione d'onda quadrata cuntene un gran numaru di armoniche d'altu ordine, chì pruduceranu perdite supplementari in l'apparecchi di carica cù induttori o trasformatori di nucleu di ferru, chì causanu interferenza à i radiu è qualchì equipamentu di cumunicazione. Inoltre, stu tipu di inverter hà difetti cum'è una gamma di regulazione di tensione insufficiente, una funzione di prutezzione incompleta è un rumore relativamente altu.

(2) Inverter d'onda di step

L'uscita di forma d'onda di tensione AC da stu tipu d'inverter hè un'onda di step. Ci sò parechje linee diverse per l'inverter per realizà a pruduzzioni di l'onda di u passu, è u numeru di passi in a forma d'onda di output varieghja assai. U vantaghju di l'inverter d'onda di step hè chì a forma d'onda di output hè significativamente migliurata paragunata à l'onda quadra, è u cuntenutu armonicu d'altu ordine hè ridutta. Quandu i passi righjunghjenu più di 17, a forma d'onda di output pò ottene una onda quasi sinusoidale. Quandu l'output senza transformatore hè utilizatu, l'efficienza generale hè assai alta. U svantaghju hè chì u circuitu di superposizione di l'onda di scala usa assai tubi di interruttore di putenza, è alcune di e forme di circuitu necessitanu parechje serie di inputs di putenza DC. Questu porta prublemi à u raggruppamentu è u cablaggio di array di cellule solari è a carica equilibrata di e batterie. Inoltre, a tensione di l'onda di a scala hà ancu qualchì interferenza d'alta frequenza à e radiu è qualchì equipamentu di cumunicazione.

Inverter a onda sinusoidale

A forma d'onda di tensione AC in uscita da l'inverter d'onda sinusoidale hè un'onda sinusoidale. I vantaghji di l'inverter d'onda sinusoidale sò chì hà una bona forma d'onda di output, una distorsione assai bassa, poca interferenza à i radii è l'equipaggiu, è pocu rumore. Inoltre, hà funzioni di prutezzione cumpleta è alta efficienza generale. I disadvantages sò: u circuitu hè relativamente cumplessu, necessita una tecnulugia di mantenimentu altu, è hè caru.

A classificazione di i trè tippi di inverter sopra hè utile per i diseggiani è l'utilizatori di sistemi fotovoltaici è sistemi di energia eolica per identificà è selezziunà inverter. In fatti, l'inverter cù a stessa forma d'onda anu sempre grandi sferenze in i principii di u circuitu, i dispositi utilizati, i metudi di cuntrollu, etc.

Altri metudi di classificazione

1. Sicondu a freccia di a putenza AC output, pò esse divisu in inverter di freccia di putenza, inverter di freccia media è inverter d'alta freccia. A frequenza di l'inverter di frequenza di putenza hè 50 à 60Hz; a frequenza di l'inverter di freccia media hè generalmente 400Hz à più di deci kHz; a frequenza di l'inverter d'alta frequenza hè generalmente più di deci kHz à MHz.

2. Sicondu u nùmeru di fasi uscita da l'inverter, pò esse divisu in inverter monofase, inverter tri-fase è inverter multi-fase.

3. Sicondu a destinazione di a putenza di pruduzzioni di l'inverter, pò esse divisu in inverter attivu è inverter passiu. Ogni inverter chì trasmette l'energia elettrica da l'inverter à a reta di energia industriale hè chjamatu inverter attivu; ogni inverter chì trasmette a pruduzzioni di energia elettrica da l'inverter à qualchì carica elettrica hè chjamatu inverter passiu. dispusitivu.

4. Sicondu a forma di u circuitu principale di inverter, pò esse divisu in inverter unicu, inverter push-pull, inverter half-ponte è inverter full-ponte.

5. Sicondu u tipu di dispusitivu di commutazione principale di l'inverter, pò esse divisu in inverter tiristore, inverter transistor, inverter effettu di campu è inverter transistor bipolari di porta insulated (IGBT). Pò esse divisu in dui categurie: inverter "semi-cuntrullatu" è inverter "pienamente cuntrullatu". L'anzianu ùn hà micca a capacità d'autodistingue, è u cumpunente perde a so funzione di cuntrollu dopu chì hè attivatu, per quessa hè chjamatu "semi-cuntrullatu" è i tiristori ordinali cadenu in questa categuria; l 'ùrtimu hà a capacità di self-turn off, vale à dì, ùn ci hè micca dispusitivu L 'on and off pò esse cuntrullati da l 'elettrodu di cuntrollu, cusì hè chjamatu "tippu cumplettamente cuntrullati". I transistori à effettu di u campu di putenza è i transistori bi-potenza insulated gate (IGBT) appartenenu tutti à sta categuria.

6. Sicondu u supply power DC, pò esse divisu in inverter surghjente di tensione (VSI) è inverter surghjente currente (CSI). In u primu, a tensione DC hè quasi custante, è a tensione di output hè una onda quadra alternante; in l'ultime, a corrente DC hè guasi custante, è a corrente di output hè una onda quadra alternata.

7. Sicondu u metudu di cuntrollu di l'inverter, pò esse divisu in inverter di modulazione di frequenza (PFM) è inverter di modulazione di larghezza di impulsu (PWM).

8. Sicondu u modu di travagliu di u circuitu di cunversione di l'inverter, pò esse divisu in inverter resonant, inverter di commutazione dura di frequenza fissa è inverter di commutazione di freccia fissu.

9. Sicondu u metudu di cunmutazione di l'inverter, pò esse divisu in inverter commutate di carica è inverter self-commuted.

Parametri di rendiment:

Ci sò parechji parametri è cundizioni tecniche chì descrizanu u funziunamentu di un inverter. Quì avemu da solu una breve spiegazione di i paràmetri tecnichi cumunimenti utilizati quandu evaluate inverters.

1. Cundizioni ambientali per l'usu di l'inverter. Cundizioni di usu nurmale di l'inverter: l'altitudine ùn supera i 1000m, è a temperatura di l'aria hè 0 ~ + 40 ℃.

2. Cundizioni DC input power supply, input variazione di tensione DC variazione: ± 15% di u valore di tensione nominali di u pacchettu batterie.

3. Tensione di output nominali, in u intervallu di fluttuazione permessa specificata di a tensione DC input, rapprisenta u valore di tensione nominale chì l'inverter deve esse capace di pruduce. A precisione stabile di u valore di tensione nominale di output hà generalmente e seguenti disposizioni:

(1) Durante u funziunamentu stabile, a variazione di a fluttuazione di tensione deve esse limitata, per esempiu, a so deviazione ùn deve esse più di ± 3% o ± 5% di u valore nominale.

(2) In situazioni dinamiche induve a carica cambia di colpu o hè affettata da altri fattori di interferenza, a deviazione di tensione di output ùn deve esse più di ± 8% o ± 10% di u valore nominale.

4. Frequenza di output nominali, a freccia di a tensione AC inverter output deve esse un valore relativamente stabile, di solitu a freccia di putenza di 50Hz. A deviazione deve esse in ± 1% in cundizioni normali di travagliu.

5. A currente di output nominali (o a capacità di output nominali) indica a currente di output nominale di l'inverter in a gamma di fattore di putenza di carica specifica. Certi prudutti inverter dà una capacità di output nominale, espressa in VA o kVA. A capacità nominale di l'inverter hè quandu u fattore di putenza di output hè 1 (vale à dì, carica puramente resistiva), a tensione di output nominale hè u pruduttu di a corrente nominale di output.

6. Rated efficienza output. L'efficienza di l'inverter hè u rapportu di a so putenza di output à a putenza di input in cundizioni di travagliu specificate, espressa in %. L'efficienza di l'inverter à a capacità di output nominale hè l'efficienza di carica piena, è l'efficienza à u 10% di a capacità di output nominale hè una efficienza di carica bassa.

7. U cuntenutu armonicu massimu di l'inverter. Per un inverter d'onda sinusoidale, sottu carica resistiva, u cuntenutu armonicu massimu di a tensione di output deve esse ≤10%.

8. A capacità di overload di l'inverter si riferisce à a capacità di l'inverter per pruduce più di u valore nominale attuale in un cortu periodu di tempu in cundizioni specificate. A capacità di sovraccarichi di l'inverter deve risponde à certi requisiti sottu u fattore di putenza di carica specificatu.

9. L'efficienza di l'inverter hè u rapportu di a putenza attiva di l'inverter à a putenza attiva d'ingressu (o a putenza DC) sottu a tensione di output nominale, u currente di output è u factor di putenza di carica specificatu.

10. Fattore di putenza Load rapprisenta a capacità di l'inverter per portà carichi induttivi o capacitivi. In cundizioni d'onda sinusoidale, u fattore di putenza di carica hè 0,7 ~ 0,9 (lag), è u valore nominale hè 0,9.

11. Asimetria di carica. Sottu una carica asimmetrica di 10%, l'asimmetria di a tensione di output di un inverter trifase di frequenza fissa deve esse ≤10%.

12. Sbilanciatu di tensione di output. In cundizioni normali di u funziunamentu, u sbilanciamentu di tensione trifase (rapportu di cumpunente di sequenza inversa à cumpunente di sequenza positiva) uscita da l'inverter ùn deve micca più di un valore specificatu, generalmente spressione in %, cum'è 5% o 8%.

13. Caratteristichi Starting: In cundizioni di u funziunamentu nurmali, l 'inverter deve esse capaci di principiatu nurmalmente 5 volte in una fila in piena piena è cundizioni di u funziunamentu senza carica.

14. Funzioni di prutezzione, l'inverter deve esse stallatu: prutezzione di cortu circuit, prutezzione overcurrent, prutezzione overtemperature, prutezzione overvoltage, prutezzione undervoltage è prutezzione di perdita di fase. À mezu à elli, a prutezzione di overvoltage significa chì per l'inverter senza misure di stabilizazione di tensione, deve esse misure di prutezzione di overvoltage di output per prutege u terminal negativu da danni da a surtensione di output. A prutezzione di overcurrent si riferisce à a prutezzione di overcurrent di l'inverter, chì deve esse capace di assicurà l'azzione puntuale quandu a carica hè in cortocircuit o u currente supera u valore permessu per prutegge da i danni da a surge current.

15. Interferenza è anti-interferenza, l'inverter deve esse capaci di sustene l'interferenza elettromagnetica in l'ambiente generale in cundizioni di travagliu normale specificate. A prestazione anti-interferenza è a cumpatibilità elettromagnetica di l'inverter deve esse conformi à i normi pertinenti.

16. Inverters chì ùn sò micca spessu operati, monitorati è mantinuti deve esse ≤95db; Inverters chì sò spessu operati, monitorati è mantinuti deve esse ≤80db.

17. Display, l 'inverter deve esse furnitu cù a visualizazione di dati di paràmetri cum'è voltage AC output, currenti output è freccia di output, è a visualizazione di signali di input live, energized è statu curpa.

18. Funzione di cumunicazione. A funzione di cumunicazione remota permette à l'utilizatori di verificà u statutu di u funziunamentu di a macchina è i dati almacenati senza andà in u situ.

19. A distorsione di a forma d'onda di a tensione di output. Quandu a tensione di uscita di l'inverter hè sinusoidale, a distorsione di forma d'onda massima permessa (o cuntenutu armonicu) deve esse specificata. Di solitu spressione cum'è a distorsione di a forma d'onda tutale di a tensione di output, u so valore ùn deve micca più di 5% (10% hè permessu per a pruduzzioni monofase).

20. Caratteristiche di partenza, chì caratterizeghjanu a capacità di l'inverter di principià cù a carica è a so prestazione durante u funziunamentu dinamicu. L'inverter deve assicurà una partenza affidabile sottu a carica nominale.

21. Rumore. Trasformatori, induttori di filtri, interruttori elettromagnetici, ventilatori è altri cumpunenti in l'equipaggiu elettronicu di putere producenu tutti u rumore. Quandu l'inverter opera nurmale, u so rumore ùn deve micca più di 80dB, è u rumore di un picculu inverter ùn deve micca più di 65dB.

Caratteristiche di a batteria:

Batteria PV

Per sviluppà un sistema d'inverter solare, hè impurtante prima di capiscenu e diverse caratteristiche di e cellule solari (cellule PV). Rp è Rs sò resistenze parassiti, chì sò infinitu è ​​zero rispettivamente in circustanze ideali.

L'intensità di a luce è a temperatura ponu influenzà significativamente e caratteristiche operative di e cellule PV. U currente hè proporzionale à l'intensità luminosa, ma i cambiamenti in a luce anu pocu effettu nantu à a tensione operativa. Tuttavia, a tensione di u funziunamentu hè influinzatu da a temperatura. Un aumentu di a temperatura di a bateria riduce a tensione di u funziunamentu, ma hà pocu effettu nantu à a corrente generata. A figura quì sottu illustra l'effetti di a temperatura è a luce nantu à i moduli PV.

I cambiamenti in l'intensità di a luce anu un impattu più grande nantu à a putenza di output di a bateria cà i cambiamenti di temperatura. Questu hè veru per tutti i materiali PV cumunimenti utilizati. Una cunsequenza impurtante di a cumminazzioni di sti dui effetti hè chì a putenza di una cellula PV diminuisce cù a diminuzione di l'intensità di a luce è / o l'aumentu di a temperatura.

Puntu di putenza massima (MPP)

E cellule solari ponu operare in una larga gamma di tensioni è currenti. U MPP hè determinatu da aumentà continuamente a carica resistiva nantu à a cellula illuminata da zero (avvenimentu di cortu circuitu) à un valore assai altu (avvenimentu di circuitu apertu). MPP hè u puntu di funziunamentu à u quale V x I righjunghji u so valore massimu è à questa intensità di illuminazione A putenza massima pò esse ottenuta. A putenza di output quandu un avvenimentu di cortu circuitu (tensione PV uguale à zero) o circuitu apertu (corrente PV uguale à zero) hè zero.

Cellule solari di siliciu monocristallino di alta qualità producenu una tensione di circuitu apertu di 0,60 volti à una temperatura di 25 ° C. Cù u sole pienu è una temperatura di l'aria di 25 ° C, a temperatura di una cellula data pò esse vicinu à 45 ° C, chì riduce a tensione di circuitu apertu à circa 0,55 V. Quandu a temperatura aumenta, a tensione di u circuitu apertu cuntinueghja à diminuisce finu à u cortu circuitu di u Modulu PV.

A putenza massima à una temperatura di a bateria di 45 ° C hè tipicamente prodotta à 80% di tensione di circuitu apertu è 90% di corrente di cortu circuitu. U currente di cortu-circuit di a bateria hè quasi proporzionale à l'illuminazione, è a tensione di circuitu apertu pò solu diminuite da 10% quandu l'illuminazione hè ridutta da 80%. Batterie di qualità più bassa riduceranu a tensione più rapidamente quandu u currente aumenta, riducendu cusì a putenza dispunibule. A pruduzzione hè cascata da 70% à 50%, o ancu solu 25%.

U microinverter solare deve assicurà chì i moduli PV operanu à u MPP in ogni mumentu per chì l'energia massima pò esse ottenuta da i moduli PV. Questu pò esse rializatu utilizendu un ciclu di cuntrollu di u puntu di putenza massima, cunnisciutu ancu cum'è Tracker di Puntu Massimu di Potenza (MPPT). A realizazione di un altu rapportu di seguimentu MPP richiede ancu chì l'ondulazione di tensione di output PV hè abbastanza chjuca per chì u currente PV ùn cambia micca troppu quandu opera vicinu à u puntu di putenza massima.

A gamma di tensione MPP di moduli PV pò esse generalmente definita in a gamma di 25V à 45V, cù una generazione di energia di circa 250W è una tensione di circuitu apertu sottu 50V.

Usu è mantenimentu:

usu

1. Cunnette è stallate l'equipaggiu strettamente in cunfurmità cù i requisiti di l'istruzzioni di funziunamentu è mantenimentu di l'inverter. Durante a stallazione, duvete cuntrollà currettamente: se u diametru di u filu risponde à i requisiti; se i cumpunenti è i terminali sò solti durante u trasportu; se i pezzi insulati sò ben insulati; se a messa a terra di u sistema risponde à i regulamenti.

2. L'inverter deve esse operatu è utilizatu strettamente in cunfurmità cù l'istruzzioni per l'usu è u mantenimentu. In particulare: prima di accende a macchina, fate attenzione à se u voltage di input hè normale; durante u funziunamentu, attente à se a sequenza di accensione è spegnimentu di a macchina hè curretta, è se l'indicazione di ogni metru è indicatore luminosu sò nurmali.

3. Inverters giniralmenti hannu a prutezzione automatica di circuit breakage, overcurrent, overvoltage, overheating è altri articuli, accussì quannu sti fenomeni si faci, ùn ci hè bisognu di chjude manually; i punti di prutezzione di prutezzione automatica sò generalmente stabilitu à a fabbrica, è ùn ci hè bisognu di Adjust di novu.

4. Ci hè altu voltage in u cabinet inverter. L'operatori ùn sò generalmente micca permessi di apre a porta di l'armadiu, è a porta di l'armadiu deve esse chjusa à i tempi ordinali.

5. Quandu a temperatura di l'ambienti supera i 30 ° C, e misure di dissipazione di u calore è di rinfrescamentu deve esse pigliatu per prevene u fallimentu di l'equipaggiu è allargà a vita di serviziu di l'equipaggiu.

Mantenimentu è ispezione

1. Verificate regularmente s'ellu u filatu di ogni parte di l'inverter hè fermu è s'ellu ci hè un looseness. In particulare, u fan, u modulu di putenza, u terminal d'ingressu, u terminal di output è a terra deve esse verificatu currettamente.

2. Una volta l'alarma chjude, ùn hè micca permessu di inizià immediatamente. A causa deve esse scuperta è riparata prima di inizià. L'ispezione deve esse realizata strettamente in cunfurmità cù i passi specificati in u manuale di mantenimentu di l'inverter.

3. L'operatori deve riceve una furmazione speciale è esse capace di determinà e cause di i difetti generali è eliminà, cum'è rimpiazzà skillfully fuses, cumpunenti, è circuit boards danni. U persunale senza furmazione ùn hè micca permessu di operare l'equipaggiu.

4. Se un accidentu si trova chì hè difficiule di eliminà o a causa di l'accidentu ùn hè micca chjaru, i registri detallati di l'accidentu deve esse guardatu è u fabricatore di l'inverter deve esse avvisatu in una manera puntuale per a risoluzione.