Entziklopedia eguzki-inbertsoreen sarrera

Inbertsore , potentzia erregulatzaile eta potentzia erregulatzaile gisa ere ezagutzen dena, sistema fotovoltaikoaren funtsezko zati bat da. Inbertsore fotovoltaikoaren funtzio nagusia eguzki-panelek sortutako DC potentzia etxetresna elektrikoek erabiltzen duten AC potentzia bihurtzea da. Eguzki panelek sortzen duten elektrizitate guztia inbertsoreak prozesatu behar du kanpoko mundura atera aurretik. [1] Zubi osoko zirkuituaren bidez, SPWM prozesadorea, oro har, modulazioa, iragazkia, tentsioa areagotzea eta abar jasateko erabiltzen da, sistemaren azken erabiltzaileentzat argiztapen-karga-maiztasunarekin, tentsio nominalarekin eta abarrekin bat datorren AC potentzia sinusoidala lortzeko. Inbertsore batekin, DC bateria erabil daiteke aparatuei AC energia emateko.

Sarrera:

Eguzki AC energia sortzeko sistema eguzki panelez, karga kontrolagailuz, inbertsorez eta bateriaz osatuta dago; eguzki DC energia sortzeko sistemak ez du inbertsorerik sartzen. AC potentzia DC potentzia bihurtzeko prozesuari zuzenketa deitzen zaio, zuzenketa-funtzioa osatzen duen zirkuituari zuzenketa-zirkuitua eta zuzenketa-prozesua gauzatzen duen gailuari gailu edo zuzentzaile. Era berean, DC potentzia AC potentzia bihurtzeko prozesuari inbertsore deitzen zaio, inbertsorearen funtzioa osatzen duen zirkuituari inbertsore-zirkuitua eta inbertsore-prozesua gauzatzen duen gailuari ekipo edo inbertsore inbertsore deritzo.

Inbertsorearen gailuaren muina inbertsorearen etengailu-zirkuitua da, inbertsore-zirkuitua deritzona. Zirkuitu honek inbertsorearen funtzioa osatzen du potentzia-etengailu elektronikoa piztuz eta itzaliz. Potentzia-elektronikoen kommutazio-gailuak pizteko zenbait pultsu gidatzeko behar dira, eta pultsu horiek tentsio-seinale bat aldatuz doi daitezke. Pultsuak sortu eta erregulatzen dituen zirkuituari kontrol-zirkuitu edo kontrol-begizta deitzen zaio sarritan. Inbertsore-gailuaren oinarrizko egiturak, aipatutako inbertsore-zirkuituaz eta kontrol-zirkuituaz gain, babes-zirkuitu bat, irteera-zirkuitu bat, sarrera-zirkuitu bat, irteera-zirkuitu bat, etab.

Ezaugarriak:

Eraikinen aniztasuna dela eta, ezinbestean eguzki plaken instalazioen aniztasuna ekarriko du. Eguzki-energiaren bihurtze-eraginkortasuna maximizatzeko, eraikinaren itxura ederra kontuan hartuta, gure inbertsoreen dibertsifikazioa behar da eguzki-energia modurik onena lortzeko. Bihurtu.

Inbertsio zentralizatua

Zentral zentralizatua zentral fotovoltaiko handien sistemetan erabiltzen da (>10kW). Kate fotovoltaiko paralelo asko inbertsore zentralizatu beraren DC sarrerara konektatzen dira. Oro har, potentzia handiko IGBT modulu trifasikoak erabiltzen dira. Txikiagoek eremu-efektuko transistoreak erabiltzen dituzte eta DSP bihurketa kontrolagailuak erabiltzen dituzte sortutako potentziaren kalitatea hobetzeko, uhin sinusoidalaren korrontetik oso gertu egon dadin. Ezaugarririk handiena potentzia handia eta sistemaren kostu baxua da. Dena den, sistema fotovoltaiko osoaren eraginkortasuna eta ekoizpen elektrikoaren gaitasunari eragiten diote kate fotovoltaikoen parekatzeak eta itzal partzialak. Aldi berean, sistema fotovoltaiko osoaren energia sortzeko fidagarritasuna unitate fotovoltaiko talde jakin baten lan egoera txarrak eragiten du. Azken ikerketa-ildoak espazio-bektore-modulazio-kontrola erabiltzea eta inbertsore-topologia-konexio berriak garatzea dira, karga partzialeko baldintzetan eraginkortasun handia lortzeko. SolarMax inbertsore zentralizatuan, multzo fotovoltaikoko interfaze-kutxa bat erantsi daiteke bela-panel fotovoltaikoen kate bakoitza kontrolatzeko. Kateetako bat behar bezala funtzionatzen ez badu, sistemak informazioa urruneko kontrolagailura transmititzen da, eta kate hori urrutiko agintearen bidez geldi daiteke, kate fotovoltaiko baten hutsegiteak lana eta energia irteera murriztuko ez dezan. sistema fotovoltaiko osoarena.

Kate-inbertsore

String inbertsoreak nazioarteko merkatuan inbertsore ezagunenak bihurtu dira. Kate-inbertsorea kontzeptu modularrean oinarritzen da. Kate fotovoltaiko bakoitza (1kW-5kW) inbertsore batetik pasatzen da, DC muturrean potentzia maximoaren jarraipena du eta sarearekin paraleloan konektatzen da AC muturrean. Zentral fotovoltaiko handi askok kate-inbertsoreak erabiltzen dituzte. Abantaila da ez duela modulu-desberdintasunek eta kateen arteko itzalek eragiten, eta, aldi berean, modulu fotovoltaikoen funtzionamendu-puntu optimoa murrizten du.

Inbertsorearekin bat ez datoz, eta horrela energia-sorkuntza areagotzen da. Abantaila tekniko hauek sistemaren kostuak murrizteaz gain, sistemaren fidagarritasuna areagotzen dute. Aldi berean, "maisu-esklabo" kontzeptua sartzen da kateen artean, eta, horrela, sistemako kate bakar baten potentzia ezin denean inbertsore bakar bat funtzionatu, kate fotovoltaikoen hainbat talde elkarrekin konekta daitezke, bat edo horietako hainbat lan egiteko. , eta horrela energia elektriko gehiago ekoizten du. Azken kontzeptua da hainbat inbertsoreek elkarren artean "taldea" osatzen dutela "master-slave" kontzeptua ordezkatzeko, sistema fidagarriagoa bihurtuz.

Kate anitzeko inbertsorea

Soka anitzeko inbertsoreak inbertsore zentralizatuaren eta kate inbertsorearen abantailak hartzen ditu, haien desabantailak saihesten ditu eta hainbat kilowatt dituzten zentral fotovoltaikoetan aplika daiteke. Kate anitzeko inbertsorean, potentzia gailurren jarraipena eta DC-DC bihurgailu desberdinak sartzen dira. DC-a AC potentzia bihurtzen da DC-to-AC inbertsore arrunt baten bidez eta sarera konektatzen da. Kate fotovoltaikoen balorazio desberdinak (adibidez, potentzia nominal desberdinak, kate bakoitzeko modulu kopuru desberdinak, moduluen fabrikatzaile desberdinak, etab.), modulu fotovoltaikoen tamaina edo teknologia desberdinak, katen orientazio desberdinak (adibidez: ekialdea, hegoaldea eta mendebaldea) , okertze angelu edo itzal desberdinak, inbertsore komun batera konekta daitezke, kate bakoitzak dagokion potentzia maximoan funtzionatzen duela. Aldi berean, DC kablearen luzera murrizten da, kateen arteko itzal-efektua eta soken arteko desberdintasunek eragindako galera gutxituz.

Osagai inbertsorea

Modulu inbertsoreak modulu fotovoltaiko bakoitza inbertsore batera konektatzen du, eta modulu bakoitzak potentzia maximoaren jarraipen independentea du, moduluak eta inbertsoreak hobeto elkarlanean jarduteko. Normalean 50W-tik 400W-ko zentral fotovoltaikoetan erabiltzen da, guztizko eraginkortasuna kate-inbertsoreena baino txikiagoa da. AC aldean paraleloan konektatzen direnez, horrek AC aldean kableatuaren konplexutasuna areagotzen du eta mantentze-lanak zailtzen ditu. Konpondu beharreko beste gauza bat sarera modu eraginkorragoan konektatu da. Modu sinplea sarera zuzenean konektatzea da AC entxufe arrunten bidez, eta horrek kostuak eta ekipamenduaren instalazioa murrizten ditu, baina askotan sare elektrikoaren segurtasun-estandarrek ez dute baimendu. Hori eginez gero, konpainia elektrikoak gailu sortzailea etxeko entxufe arrunt batera zuzenean konektatzearen aurka egin dezake. Segurtasunarekin lotutako beste faktore bat isolamendu-transformadore bat (maiztasun handiko edo maiztasun baxuko) behar den edo transformadorerik gabeko inbertsore bat onartzen den da. Inbertsore hau beirazko hormetan erabiltzen da gehien.

Eguzki Inbertsorearen Eraginkortasuna

Eguzki-inbertsoreen eraginkortasuna eguzki-inbertsoreen (inbertsore fotovoltaikoak) hazten ari den merkatuari egiten dio erreferentzia, energia berriztagarrien eskaria dela eta. Eta inbertsore hauek eraginkortasun eta fidagarritasun oso handiak behar dituzte. Inbertsore hauetan erabiltzen diren potentzia-zirkuituak aztertzen dira eta gailuak konmutatzeko eta zuzentzaileetarako aukerarik onenak gomendatzen dira. Inbertsore fotovoltaiko baten egitura orokorra 1. Irudian ageri da. Hiru inbertsore desberdin daude aukeran. Eguzki-argiak seriean konektatutako eguzki-moduluetan distira egiten du, eta modulu bakoitzak seriean konektatuta dauden eguzki-zelulen unitate multzo bat dauka. Eguzki-moduluek sortzen duten korronte zuzena (DC) tentsioa ehunka volt ingurukoa da, modulu-matrizearen argi-baldintzen, zelulen tenperatura eta seriean konektatuta dauden moduluen kopuruaren arabera.

Inbertsore mota honen funtzio nagusia sarrerako DC tentsioa balio egonkor bihurtzea da. Funtzio hau boost bihurgailu baten bidez inplementatzen da eta boost etengailua eta boost diodo bat behar ditu. Lehenengo arkitekturan, boost-etapa zubi osoko bihurgailu isolatu batek jarraitzen du. Zubi osoko transformadorearen helburua isolamendua ematea da. Irteeran dagoen bigarren zubi-bihurgailua lehen etapako zubi-bihurgailuaren DC korronte alternoko (AC) tentsio bihurtzeko erabiltzen da. Bere irteera iragazten da AC sareko sarera konektatu aurretik, kontaktu biko errele etengailu gehigarri baten bidez, matxura gertatuz gero isolamendu segurua emateko eta hornidura saretik gauez isolatzeko. Bigarren egitura eskema ez-isolatua da. Horien artean, boost etaparen DC tentsioaren irteerak zuzenean sortzen du AC tentsioa. Hirugarren egiturak potentzia-etengailuen eta potentzia-diodoen topologia berritzailea erabiltzen du boost eta AC sorkuntzako atalen funtzioak topologia dedikatu batean integratzeko, inbertsorea ahalik eta eraginkorrena bihurtuz, eguzki-panelaren bihurketa eraginkortasun oso baxua izan arren. %100etik gertu baina oso garrantzitsua.Alemanian, hegoaldera begira dagoen teilatu batean instalatutako 3kW serieko moduluak urtean 2550 kWh sortzea espero da. Inbertsorearen eraginkortasuna % 95etik % 96ra igotzen bada, urtero 25 kWh elektrizitate gehiago sor daitezke. 25 kWh hori sortzeko eguzki-modulu osagarriak erabiltzearen kostua inbertsore bat gehitzearen baliokidea da. Eraginkortasuna % 95etik % 96ra handitzeak inbertsorearen kostua bikoiztuko ez duenez, inbertsore eraginkorrago batean inbertitzea saihestezina da aukera. Sortzen ari diren diseinuetarako, inbertsorearen eraginkortasuna modurik errentagarrienean areagotzea diseinu irizpide nagusia da. Inbertsorearen fidagarritasunari eta kostuari dagokionez, beste bi diseinu irizpide dira. Eraginkortasun handiagoak tenperaturaren gorabeherak murrizten ditu karga-zikloan zehar, eta horrela fidagarritasuna hobetzen du, beraz, jarraibide hauek erlazionatuta daude. Moduluen erabilerak ere fidagarritasuna areagotuko du.

Boost etengailua eta diodoa

Erakusten diren topologia guztiek etengailu bizkorreko etengailuak behar dituzte. Boost-etapa eta zubi osoko bihurtze-etapak kommutazio-diodo azkarrak behar dituzte. Horrez gain, maiztasun baxuko (100Hz) kommutaziorako optimizatutako etengailuak ere erabilgarriak dira topologia horietarako. Silizio-teknologia jakin baterako, kommutazio azkarrerako optimizatutako etengailuek eroapen-galera handiagoak izango dituzte maiztasun baxuko kommutazio-aplikazioetarako optimizatutako etengailuek baino.

Boost etapa, oro har, etengabeko korronte modu bihurgailu gisa diseinatuta dago. Inbertsorean erabiltzen den matrizeko eguzki-modulu kopuruaren arabera, 600V-ko edo 1200V-ko gailuak erabili nahi dituzun aukera dezakezu. Etengailuetarako bi aukera MOSFETak eta IGBTak dira. Orokorrean, MOSFETek IGBTek baino kommutazio-maiztasun altuagoetan funtziona dezakete. Horrez gain, gorputz-diodoaren eragina beti kontuan hartu behar da: boost etaparen kasuan hori ez da arazorik, gorputz-diodoak ez baitu funtzionamendu-modu normalean eroaten. MOSFETen eroapen-galerak on-erresistentziaren RDS(ON) kalkula daitezke, hau da, MOSFET familia jakin baterako trokel-eremu eraginkorrarekin proportzionala. Tentsio nominala 600V-tik 1200V-ra aldatzen denean, MOSFETen eroankortasun-galerak asko handituko dira. Beraz, RDS(ON) baloratua baliokidea bada ere, 1200V MOSFET ez dago erabilgarri edo prezioa altuegia da.

600V-ko boost-etengailuetarako, superjunction MOSFETak erabil daitezke. Maiztasun handiko kommutazio aplikazioetarako, teknologia honek eroapen-galerarik onenak ditu. TO-220 paketeetan RDS(ON) balioak 100 miliohm-tik beherako MOSFETak eta TO-247 paketeetan 50 miliohm-tik beherako RDS(ON) balioak dituzten MOSFETak. 1200V-ko potentzia aldatzeko behar duten eguzki-inbertsoreetarako, IGBT da aukera egokia. IGBT teknologia aurreratuagoak, hala nola, NPT Trench eta NPT Field Stop, eroapen-galerak murrizteko optimizatuta daude, baina kommutazio-galera handiagoak eraginda, eta horrek ez dira hain egokiak maiztasun handiko boost aplikazioetarako.

NPT teknologia planar zaharrean oinarrituta, FGL40N120AND gailu bat garatu zen, boost-zirkuituaren eraginkortasuna etentze-maiztasun handiarekin hobetu dezakeena. 43uJ/A-ko EOFFa du. Teknologia aurreratuagoko gailuekin alderatuta, EOFFa 80uJ/A da, baina lortu behar da Errendimendu mota hau oso zaila da. FGL40N120AND gailuaren desabantaila da VCE(SAT) saturazio tentsio-jaitsiera (3,0V vs. 2,1V 125ºC-tan) handia dela, baina bere konmutazio-galera baxuak boost-eko kommutazio-maiztasunetan hori baino gehiago osatzen dute. Gailuak paraleloaren aurkako diodo bat ere integratzen du. Boost funtzionamendu arruntean, diodo honek ez du eroatuko. Dena den, abiaraztean edo baldintza iragankorretan, baliteke boost-zirkuitua modu aktibora eramatea, eta kasu horretan paraleloaren aurkako diodoak eroatuko du. IGBTk berak berezko gorputz-diodorik ez duenez, elkarrekin bildutako diodo hau beharrezkoa da funtzionamendu fidagarria bermatzeko. Boost diodoetarako, berreskuratze bizkorreko diodoak, hala nola, Stealth™ edo karbono siliziozko diodoak beharrezkoak dira. Karbono-siliziozko diodoek aurrerako tentsio eta galera oso baxuak dituzte. Boost-diodo bat hautatzerakoan, alderantzizko berreskuratze-korronteak (edo karbono-siliziozko diodo baten juntura-kapazitateak) indar-etengailuaren eragina kontuan hartu behar da, horrek galera gehigarriak eragingo baititu. Hemen, estreinatu berri den Stealth II diodoak FFP08S60S errendimendu handiagoa eman dezake. VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us eta kasuaren tenperatura 100ºC-koa denean, kalkulatutako etengailu-galera 205mJ-ko FFP08S60S parametroa baino txikiagoa da. ISL9R860P2 Stealth diodoa erabiliz, balio hori 225 mJ-ra iristen da. Hori dela eta, horrek inbertsorearen eraginkortasuna ere hobetzen du kommutazio-maiztasun handietan.

Zubietako etengailuak eta diodoak

MOSFET-en zubi osoa iragazi ondoren, irteerako zubiak 50Hz-ko tentsio eta korronte seinale sinusoidala sortzen du. Inplementazio arrunt bat zubi osoko arkitektura estandarra erabiltzea da (2. irudia). Irudian, goiko ezkerreko eta beheko eskuineko etengailuak pizten badira, ezkerreko eta eskuineko terminalen artean tentsio positiboa kargatzen da; goiko eskuineko eta beheko ezkerreko etengailuak pizten badira, ezkerreko eta eskuineko terminalen artean tentsio negatiboa kargatzen da. Aplikazio honetarako, etengailu bakarra dago piztuta denbora-tarte jakin batean. Etengailu bat PWM maiztasun handikora alda daiteke eta bestea maiztasun baxuko 50Hz-ra. Bootstrap zirkuitua behe-mailako gailuen bihurtzean oinarritzen denez, behe-mailako gailuak PWM maiztasun altukora aldatzen dira, eta goi-mailako gailuak 50Hz-ko maiztasun baxura aldatzen dira. Aplikazio honek 600V-ko etengailu bat erabiltzen du, beraz, 600V-ko superjunction MOSFET oso egokia da abiadura handiko etengailu honetarako. Aldaketa-gailu hauek etengailua piztuta dagoenean beste gailuen alderantzizko berreskuratze-korronte osoa jasango dutelako, 600V FCH47N60F bezalako berreskuratze bizkorreko gailuak aukera ezin hobeak dira. Bere RDS(ON) 73 miliohm-koa da, eta bere eroankortasun-galera oso txikia da antzeko beste berreskuratze azkarreko gailu batzuekin alderatuta. Gailu hau 50Hz-ra bihurtzen denean, ez dago berreskuratze bizkorreko funtzioa erabili beharrik. Gailu hauek dv/dt eta di/dt ezaugarri bikainak dituzte, eta horrek sistemaren fidagarritasuna hobetzen du superjunkzio MOSFET estandarrekin alderatuta.

Aztertu beharreko beste aukera bat FGH30N60LSD gailuaren erabilera da. 30A/600V IGBT bat da, 1.1V-eko VCE(SAT) saturazio-tentsioa duena. Bere itzaltze-galera EOFF oso altua da, 10mJ-ra iristen da, beraz, maiztasun baxuko bihurketarako soilik egokia da. 50 miliohmioko MOSFET batek 100 miliohmioko RDS (ON) erresistentzia du funtzionamendu-tenperaturan. Beraz, 11A-n, IGBTren VCE(SAT) VDS bera du. IGBT hau matxura teknologia zaharragoan oinarritzen denez, VCE(SAT) ez da asko aldatzen tenperaturarekin. IGBT honek, beraz, irteerako zubiaren galera orokorrak murrizten ditu, eta horrela inbertsorearen eraginkortasun orokorra handitzen du. FGH30N60LSD IGBT ziklo erdi bakoitzean potentzia bihurtzeko teknologia batetik beste topologia dedikatu batera aldatzea ere erabilgarria da. IGBTak etengailu topologiko gisa erabiltzen dira. Azkarrago aldatzeko, ohiko eta azkar berreskuratzeko superjunction gailuak erabiltzen dira. 1200V-ko topologia dedikaturako eta zubi osoko egiturarako, aipatutako FGL40N120AND maiztasun handiko eguzki-inbertsore berrietarako oso egokia den etengailua da. Teknologia espezializatuek diodoak behar dituztenean, Stealth II, Hyperfast™ II diodoak eta karbono-siliziozko diodoak irtenbide bikainak dira.

funtzioa:

Inbertsoreak DC bihurtzeko funtzioa ez ezik, eguzki-zelulen errendimendua maximizatzeko eta sistemaren akatsen babesaren funtzioa ere badu. Laburbilduz, martxan eta itzaltze funtzio automatikoak daude, gehienezko potentziaren jarraipena kontrolatzeko funtzioa, funtzionamendu independentea prebenitzeko funtzioa (sarera konektatutako sistemetarako), tentsioa doitzeko funtzio automatikoa (sarera konektatutako sistemetarako), DC detektatzeko funtzioa (sarera konektatutako sistemetarako). ), eta DC lurraren detekzioa. Funtzioa (sarera konektatutako sistemetarako). Hona hemen martxan eta itzaltze funtzio automatikoei eta potentzia maximoaren jarraipenaren kontrol funtzioari buruzko sarrera labur bat.

Funtzio automatikoa eta itzaltze funtzioa: goizean eguzkia atera ondoren, eguzki-erradiazioaren intentsitatea pixkanaka handitzen da eta eguzki-zelularen irteera ere handitzen da. Inbertsorearen funtzionamendurako behar den irteerako potentzia lortzen denean, inbertsorea automatikoki hasten da martxan. Funtzionamenduan sartu ondoren, inbertsoreak eguzki-zelulen moduluen irteera kontrolatuko du uneoro. Eguzki-zelulen moduluen irteera-potentzia inbertsore-zereginerako behar den irteera-potentzia baino handiagoa den bitartean, inbertsoreak funtzionatzen jarraituko du; ilunabarrera arte geldituko da, nahiz eta inbertsoreak egun euritsuetan ere funtziona dezakeen. Eguzki-moduluaren irteera txikiagoa denean eta inbertsorearen irteera 0ra hurbiltzen denean, inbertsorea egonean egoeran sartzen da.

Gehienezko potentziaren jarraipenaren kontrol funtzioa: eguzki-zelulen moduluaren irteera eguzki-erradiazioaren intentsitatearen eta eguzki-zelulen moduluaren beraren tenperaturarekin (txiparen tenperatura) aldatzen da. Horrez gain, eguzki-zelulen moduluek korrontea handitzen den heinean tentsioa gutxitzen den ezaugarria dutenez, potentzia maximoa lor dezakeen funtzionamendu-puntu optimo bat dago. Eguzki-erradiazioaren intentsitatea aldatzen ari da, eta, jakina, lan-puntu optimoa ere aldatzen ari da. Aldaketa horiei lotuta, eguzki-zelulen moduluaren lan-puntua potentzia maximoan mantentzen da beti, eta sistemak energia-irteera maximoa lortzen du beti eguzki-zelulen modulutik. Kontrol mota hau potentziaren jarraipenaren kontrola da. Eguzki-energia sortzeko sistemetan erabiltzen diren inbertsoreen ezaugarririk handiena potentzia maximoko puntuen jarraipena (MPPT) funtzioa barne hartzen dutela da.

mota

Aplikazio-esparruaren sailkapena

(1) Inbertsore arrunta

DC 12V edo 24V sarrera, AC 220V, 50Hz irteera, 75W-tik 5000W-ra arteko potentzia, modelo batzuek AC eta DC bihurketa dute, hau da, UPS funtzioa.

(2) Inbertsore/kargagailu bat-bateko makina

Inbertsore mota honetan, erabiltzaileek hainbat elikadura erabil ditzakete AC kargak elikatzeko: AC potentzia dagoenean, AC potentzia erabiltzen da karga inbertsorearen bidez elikatzeko, edo bateria kargatzeko; AC energiarik ez dagoenean, bateria AC karga elikatzeko erabiltzen da. . Hainbat energia-iturrirekin batera erabil daiteke: bateriak, sorgailuak, eguzki plakak eta aerosorgailuak.

(3) Posta eta telekomunikazioetarako inbertsore berezia

Posta eta telekomunikazio zerbitzuetarako kalitate handiko 48 V-ko inbertsoreak eskaintzea. Produktuak kalitate onekoak, fidagarritasun handikoak, modularrak (modulua 1KW-koa da) inbertsoreak dira eta N+1 erredundantzia funtzioa dute eta heda daitezke (2KW-tik 20KW-rako potentzia). ).

(4) Inbertsore berezia abiaziorako eta militarretarako

Inbertsore mota honek 28Vdc sarrera du eta AC irteera hauek eman ditzake: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Bere irteerako maiztasuna: 50Hz, 60Hz eta 400Hz izan daiteke, eta irteerako potentzia 30VAtik 3500VAra bitartekoa da. Badira DC-DC bihurgailuak eta hegazkintzari eskainitako maiztasun bihurgailuak ere.

Irteerako uhinen sailkapena

(1) Uhin karratuen alderantzizkoa

Uhin karratuaren inbertsorearen AC tentsioaren uhin forma uhin karratua da. Inbertsore mota honek erabiltzen dituen zirkuitu inbertsoreak ez dira guztiz berdinak, baina ezaugarri komuna da zirkuitua nahiko sinplea dela eta erabiltzen diren etengailuen hodi kopurua txikia dela. Diseinuaren potentzia ehun watt eta kilowatt baten artekoa da, oro har. Uhin karratu inbertsorearen abantailak hauek dira: zirkuitu sinplea, prezio merkea eta mantentze erraza. Desabantaila da uhin karratuen tentsioak ordena handiko harmoniko ugari dituela, eta horrek galera gehigarriak sortuko ditu burdinazko nukleoko induktore edo transformadoreekin karga-tresnetan, irratiei eta komunikazio-ekipo batzuei interferentziak eraginez. Gainera, inbertsore-mota honek gabeziak ditu, hala nola tentsio-erregulazio-tarte nahikoa, babes-funtzio osatugabea eta zarata altu samarra.

(2) Urrats uhin-inbertsore

Inbertsore mota honek AC tentsioko uhin-formaren irteera urrats-uhin bat da. Inbertsoreak lerro desberdin asko ditu urrats uhinen irteeraz jabetzeko, eta irteerako uhinen urratsen kopurua asko aldatzen da. Urrats-uhin-inbertsorearen abantaila da irteerako uhin-forma nabarmen hobetzen dela uhin karratuarekin alderatuta, eta maila handiko eduki harmonikoa murrizten dela. Urratsak 17 baino gehiago iristen direnean, irteerako uhinak uhin ia sinusoidala lor dezake. Transformadorerik gabeko irteera erabiltzen denean, eraginkortasun orokorra oso handia da. Desabantaila da eskailera-uhinen gainjartze-zirkuituak potentzia-etengailuen hodi asko erabiltzen dituela eta zirkuitu forma batzuek DC potentzia-sarrera ugari behar dituztela. Horrek arazoak ekartzen ditu eguzki-zelulen multzoak taldekatzeko eta kableatzeko eta baterien karga orekaturako. Horrez gain, eskailera-uhin-tentsioak maiztasun handiko interferentzia batzuk ditu oraindik irratiekin eta komunikazio-ekipo batzuetan.

Uhin sinusoidalaren alderantzigailua

Uhin sinusoidalaren inbertsorearen AC tentsioko uhin formaren irteera sinu-uhina da. Sinusoi-uhin inbertsorearen abantailak irteerako uhin forma ona duela, distortsio oso baxua, irrati eta ekipoekin interferentzia txikia eta zarata txikia ditu. Horrez gain, babes-funtzio osoak eta eraginkortasun orokor handia ditu. Desabantailak hauek dira: zirkuitua nahiko konplexua da, mantentze-teknologia handia behar du eta garestia da.

Goiko hiru inbertsore mota horien sailkapena lagungarria da sistema fotovoltaikoen eta energia eolikoko sistemen diseinatzaile eta erabiltzaileentzat inbertsoreak identifikatzeko eta hautatzeko. Izan ere, uhin forma bera duten inbertsoreek oraindik ere alde handiak dituzte zirkuitu-printzipioetan, erabilitako gailuetan, kontrol-metodoetan, etab.

Beste sailkapen metodo batzuk

1. Irteerako AC potentziaren maiztasunaren arabera, potentzia maiztasun inbertsore, maiztasun ertaineko inbertsore eta maiztasun handiko inbertsoreetan bana daiteke. Potentzia maiztasun inbertsorearen maiztasuna 50 eta 60Hz bitartekoa da; maiztasun ertaineko inbertsorearen maiztasuna 400Hz eta hamar kHz baino gehiagokoa da; maiztasun handiko inbertsorearen maiztasuna, oro har, hamar kHz-tik MHz baino gehiagokoa da.

2. Inbertsoreak irteerako fase kopuruaren arabera, fase bakarreko inbertsore, trifasiko inbertsore eta fase anitzeko inbertsoreetan banatu daiteke.

3. Inbertsorearen irteera-potentziaren helmugaren arabera, inbertsore aktiboa eta inbertsore pasiboa bana daiteke. Inbertsorearen energia elektrikoaren irteera industria sarera igortzen duen edozein inbertsore inbertsore aktiboa deitzen zaio; inbertsorearen energia elektrikoa karga elektriko batzuetara igortzen duen edozein inbertsore inbertsore pasibo deritzo. gailua.

4. Inbertsorearen zirkuitu nagusiaren formaren arabera, mutur bakarreko inbertsore, push-pull inbertsore, erdi-zubi inbertsore eta zubi osoko inbertsore bana daiteke.

5. Inbertsorearen etengailu nagusiaren gailu motaren arabera, tiristore inbertsore, transistore inbertsore, eremu-efektu inbertsore eta ate isolatu bipolar transistore (IGBT) inbertsore bana daiteke. Bi kategoriatan bana daiteke: "erdi kontrolatua" inbertsorea eta "erabat kontrolatua" inbertsorea. Lehenengoak ez du bere burua itzaltzeko gaitasunik, eta osagaiak kontrol-funtzioa galtzen du piztu ondoren, beraz, "erdi kontrolatua" deitzen zaio eta tiristore arruntak kategoria honetan sartzen dira; azken honek bere burua itzaltzeko gaitasuna du, hau da, ez dago gailurik Piztea eta itzaltzea kontrol-elektrodoaren bidez kontrolatu daiteke, beraz, "mota guztiz kontrolatua" deitzen zaio. Potentzia-eremu efektuko transistoreak eta ate isolatu bi-potentzia transistoreak (IGBT) kategoria honetakoak dira.

6. DC elikadura-horniduraren arabera, tentsio-iturriaren inbertsorea (VSI) eta korronte-iturriaren inbertsorea (CSI) bana daiteke. Lehenengoan, DC tentsioa ia konstantea da, eta irteerako tentsioa uhin karratu alterno bat da; azken honetan, DC korrontea ia konstantea da, eta irteerako korrontea uhin karratu alterno bat da.

7. Inbertsorearen kontrol-metodoaren arabera, maiztasun-modulazioa (PFM) inbertsorea eta pultsu-zabalera modulazioa (PWM) inbertsorea bana daiteke.

8. Inbertsorearen aldatze-zirkuituaren lan-moduaren arabera, erresonantzia-inbertsore, maiztasun finkoko aldatze-inbertsore eta maiztasun finkoko aldatze-inbertsore bigunetan banatu daiteke.

9. Inbertsorearen komunztadura-metodoaren arabera, karga-aldatutako inbertsorea eta auto-aldagailuan bana daiteke.

Errendimendu-parametroak:

Inbertsore baten errendimendua deskribatzen duten parametro eta baldintza tekniko asko daude. Hemen inbertsoreak ebaluatzeko erabili ohi diren parametro teknikoen azalpen labur bat baino ez dugu ematen.

1. Inbertsorea erabiltzeko ingurumen-baldintzak. Inbertsorearen erabilera-baldintza normalak: altitudea ez da 1000 m gainditzen eta airearen tenperatura 0 ~ + 40 ℃ da.

2. DC sarrerako elikadura-hornidura-baldintzak, sarrerako DC tentsioaren gorabeheraren barrutia: bateria-paketearen tentsio-balioaren % 15.

3. Irteerako tentsio nominala, sarrerako DC tentsioaren zehaztutako fluktuazio-tarte onargarrian, inbertsoreak ateratzeko gai izan behar duen tentsio-balio nominala adierazten du. Irteerako tentsio nominalaren balioaren zehaztasun egonkorrak, oro har, honako xedapen hauek ditu:

(1) Egoera egonkorreko funtzionamenduan, tentsioaren gorabeherak mugatu behar dira, adibidez, bere desbideratzeak ez du balio nominalaren % 3 edo % 5 baino handiagoa izan behar.

(2) Karga bat-batean aldatzen den edo beste interferentzia-faktore batzuek eragiten duten egoera dinamikoetan, irteerako tentsioaren desbideratzeak ez du balio nominalaren % 8 edo % 10 baino handiagoa izan behar.

4. Irteera-maiztasun baloratua, inbertsorearen irteerako AC tentsioaren maiztasuna balio nahiko egonkorra izan behar du, normalean 50Hz-ko potentzia-maiztasuna. Desbideratzeak ±% 1 barruan egon behar du lan baldintza normaletan.

5. Irteera-korronte nominalak (edo irteera-ahalmen nominala) inbertsorearen irteera-korronte nominala adierazten du zehaztutako karga-potentzia-faktorearen barrutian. Inbertsore-produktu batzuek irteera-ahalmen nominala ematen dute, VA edo kVAtan adierazita. Inbertsorearen ahalmen nominala irteerako potentzia-faktorea 1 denean da (hau da, karga erresistente hutsa), irteerako tentsio nominala irteerako korronte nominalaren produktua da.

6. Irteera-eraginkortasun baloratua. Inbertsorearen eraginkortasuna bere irteerako potentziaren eta sarrerako potentziaren arteko erlazioa da, zehaztutako lan baldintzetan, %tan adierazita. Inbertsorearen eraginkortasuna irteera-ahalmen nominalean karga osoko eraginkortasuna da, eta irteera-ahalmen nominalaren % 10eko eraginkortasuna karga-eraginkortasun baxua da.

7. Inbertsorearen gehienezko eduki harmonikoa. Uhin sinusoidalaren inbertsore baterako, karga erresistentearen pean, irteerako tentsioaren eduki harmoniko maximoa ≤% 10 izan behar da.

8. Inbertsorearen gainkarga-ahalmena inbertsoreak denbora-tarte labur batean korronte-balioa baino gehiago irteteko gaitasunari dagokio, zehaztutako baldintzetan. Inbertsorearen gainkarga-ahalmenak baldintza batzuk bete behar ditu zehaztutako karga-potentzia-faktorearen arabera.

9. Inbertsorearen eraginkortasuna inbertsorearen irteerako potentzia aktiboaren eta sarrerako potentzia aktiboaren (edo DC potentzia) arteko erlazioa da, irteerako tentsio nominalaren, irteerako korrontearen eta zehaztutako karga-potentziaren faktorearen azpian.

10. Karga-potentzia-faktoreak inbertsoreak karga induktiboak edo kapazitiboak eramateko duen gaitasuna adierazten du. Sinusoidalaren baldintzetan, karga-potentzia-faktorea 0,7 ~ 0,9 (atzerapena) da eta balio baloratua 0,9 da.

11. Karga asimetria. % 10eko karga asimetriko baten azpian, maiztasun finkoko inbertsore trifasiko baten irteerako tentsioaren asimetria ≤% 10 izan behar da.

12. Irteerako tentsio desoreka. Funtzionamendu-baldintza normaletan, alderantzizko sekuentziaren osagaiaren eta sekuentzia positiboaren osagaiaren arteko erlazioa tentsio desoreka trifasikoak ez du balio zehaztu bat gainditu behar, oro har, % 5 edo % 8, adibidez.

13. Hasierako ezaugarriak: funtzionamendu-baldintza normaletan, inbertsoreak normalean 5 aldiz jarraian abiarazteko gai izan behar du karga osoko eta kargarik gabeko funtzionamendu-baldintzetan.

14. Babes funtzioak, inbertsorea konfiguratu behar da: zirkuitu laburren babesa, gainkorrontearen babesa, tenperatura gehiegizko babesa, gaintentsioaren babesa, azpitentsioaren babesa eta fase-galeren babesa. Horien artean, gaintentsioaren babesak esan nahi du tentsioa egonkortzeko neurririk gabeko inbertsoreetarako irteerako gaintentsioaren babeserako neurriak egon beharko liratekeela terminal negatiboa irteerako gaintentsioaren kalteetatik babesteko. Gehiegizko korrontearen babesa inbertsorearen gainkorrontearen babesari egiten dio erreferentzia, karga zirkuitu laburrean dagoenean edo korronteak baimendutako balioa gainditzen duenean ekintza puntuala bermatu beharko lukeen gorako korrontearen kalteetatik babesteko.

15. Interferentziak eta interferentziaren aurkakoak, inbertsoreak ingurune orokorrean interferentzia elektromagnetikoak jasateko gai izan behar du zehaztutako lan-baldintza normaletan. Interferentziaren aurkako errendimenduak eta inbertsorearen bateragarritasun elektromagnetikoak dagozkion estandarrak bete behar ditu.

16. Maiz funtzionatu, kontrolatu eta mantentzen ez diren inbertsoreek ≤95db izan behar dute; Maiz funtzionatu, kontrolatu eta mantentzen diren inbertsoreek ≤80db izan behar dute.

17. Pantaila, inbertsoreak parametroen datuen bistaratzeaz hornitu behar du, hala nola AC irteerako tentsioa, irteerako korrontea eta irteerako maiztasuna, eta sarrerako zuzeneko, energizatutako eta akatsen egoeraren seinale bistaratzea.

18. Komunikazio funtzioa. Urruneko komunikazio funtzioari esker, erabiltzaileek makinaren funtzionamendu-egoera eta gordetako datuak egiaztatzeko aukera dute gunera joan gabe.

19. Irteerako tentsioaren uhin-formaren distortsioa. Inbertsorearen irteerako tentsioa sinusoidala denean, onar daitekeen uhin-formaren distortsio maximoa (edo eduki harmonikoa) zehaztu behar da. Normalean irteerako tentsioaren uhin-formaren distortsio osoa gisa adierazita, haren balioa ez da % 5 baino handiagoa izan behar (% 10 onartzen da irteera monofasikorako).

20. Abiatze-ezaugarriak, inbertsoreak kargarekin abiatzeko duen gaitasuna eta funtzionamendu dinamikoan duen errendimendua ezaugarritzen dituena. Inbertsoreak karga nominalaren azpian abiarazte fidagarria bermatu behar du.

21. Zarata. Transformadoreek, iragazki-induzigailuek, etengailu elektromagnetikoek, haizagailuek eta potentzia-ekipo elektronikoetako beste osagai batzuek zarata sortzen dute. Inbertsoreak normalean funtzionatzen duenean, bere zaratak ez du 80 dB baino gehiago izan behar eta inbertsore txiki baten zaratak ez du 65 dB baino gehiago izan behar.

Bateriaren ezaugarriak:

PV bateria

Eguzki-inbertsore sistema bat garatzeko, lehenik eta behin eguzki-zelulen (PV-zelulen) ezaugarri desberdinak ulertzea garrantzitsua da. Rp eta Rs erresistentzia parasitoak dira, mugagabeak eta zeroak hurrenez hurren, egoera idealetan.

Argiaren intentsitateak eta tenperaturak nabarmen eragin dezakete PV zelulen funtzionamendu-ezaugarrietan. Korrontea argiaren intentsitatearekiko proportzionala da, baina argiaren aldaketek eragin txikia dute funtzionamendu-tentsioan. Hala ere, funtzionamendu-tentsioa tenperaturak eragiten du. Bateriaren tenperatura igotzeak funtzionamendu-tentsioa murrizten du baina eragin txikia du sortutako korrontean. Beheko irudiak tenperaturak eta argiak FV moduluetan duten eragina erakusten du.

Argiaren intentsitatearen aldaketek bateriaren irteerako potentzian eragin handiagoa dute tenperatura aldaketek baino. Hau da normalean erabiltzen diren PV material guztietan. Bi efektu hauen konbinazioaren ondorio garrantzitsu bat da fotovoltaiko zelula baten potentzia gutxitzen dela argiaren intentsitatea txikitzean eta/edo tenperatura handitzean.

Potentzia maximoa (MPP)

Eguzki-zelulek tentsio eta korronte sorta zabalean funtziona dezakete. MPP argiztatutako zelularen karga erresistentea zerotik (zirkuitu laburreko gertaera) balio oso altu batera (zirkuitu irekiko gertaera) etengabe handituz zehazten da. MPP V x I bere balio maximoa lortzen duen funtzionamendu-puntua da eta argiztapen-intentsitate horretan Potentzia maximoa lor daiteke. Irteerako potentzia zirkuitu labur bat (PV tentsioa zero berdina) edo zirkuitu irekia (PV korrontea berdina zero) gertaera gertatzen denean zero da.

Kalitate handiko silizio monokristalinozko eguzki-zelulek 0,60 voltioko zirkuitu irekiko tentsioa sortzen dute 25 °C-ko tenperaturan. Eguzki-argia beteta eta airearen 25 °C-ko tenperaturarekin, zelula jakin baten tenperatura 45 °C-tik hurbil egon daiteke, eta horrek zirkuitu irekiko tentsioa 0,55V ingurura murriztuko du. Tenperatura igotzen den heinean, zirkuitu irekiko tentsioak behera egiten jarraitzen du PV Moduluaren zirkuitu laburra arte.

Bateriaren tenperatura 45 °C-ko gehieneko potentzia normalean %80ko zirkuitu irekiko tentsioarekin eta %90eko zirkuitu laburreko korrontearekin sortzen da. Bateriaren zirkuitu-labur-korrontea argiztapenarekiko ia proportzionala da, eta zirkuitu irekiko tentsioa %10ean bakarrik jaitsi daiteke argiztapena %80an murrizten denean. Kalitate baxuagoko bateriek tentsioa azkarrago murriztuko dute korrontea handitzen denean, eta, horrela, eskuragarri dagoen potentzia murriztuko dute. Produkzioa % 70etik % 50era jaitsi zen, edo % 25 baino ez.

Eguzki-mikroinbertsoreak ziurtatu behar du FV moduluak MPPn une bakoitzean funtzionatzen duela, FV moduluetatik energia maximoa lortu ahal izateko. Hau potentzia maximoko puntuaren kontrol-begizta erabiliz lor daiteke, Maximum Power Point Tracker (MPPT) izenez ere ezaguna. MPP jarraipenaren ratio altua lortzeko, gainera, PV irteerako tentsioaren uhindura nahikoa txikia da, PV korrontea gehiegi alda ez dadin, potentzia maximotik gertu jarduten denean.

PV moduluen MPP tentsio-tartea normalean 25V-tik 45V bitartekoa izan daiteke, gutxi gorabehera 250W-ko potentzia-sorkuntzarekin eta 50V-tik beherako zirkuitu irekiko tentsioarekin.

Erabilera eta mantentze-lanak:

erabili

1. Konektatu eta instalatu ekipamendua inbertsorearen funtzionamendu eta mantentze-argibideen eskakizunen arabera. Instalazioan, arretaz egiaztatu behar duzu: alanbrearen diametroak baldintzak betetzen dituen; osagaiak eta terminalak garraiatzeko garaian solteak ote dauden; isolatutako piezak ondo isolatuta dauden ala ez; sistemaren lurreratzeak araudia betetzen duen.

2. Inbertsorea erabiltzeko eta mantentzeko jarraibideen arabera erabili eta erabili behar da. Bereziki: makina piztu aurretik, arreta jarri sarrerako tentsioa normala den ala ez; funtzionamenduan zehar, arreta jarri makina pizteko eta itzaltzeko sekuentzia zuzena den ala ez, eta neurgailu eta argi adierazle bakoitzaren seinaleak normalak diren.

3. Inbertsoreek, oro har, zirkuitu haustura, gainkorronte, gaintentsio, gainberotze eta beste elementu batzuen babes automatikoa dute, beraz, fenomeno horiek gertatzen direnean, ez dago eskuz itzali beharrik; Babes automatikoaren babes puntuak normalean fabrikan ezartzen dira, eta ez da berriro egokitu beharrik.

4. Inbertsorearen armairuan tentsio handia dago. Operadoreek, oro har, ez dute armairuko atea irekitzen uzten, eta armairuko atea blokeatu behar da ohiko orduetan.

5. Gelako tenperatura 30 °C gainditzen denean, beroa xahutzeko eta hozteko neurriak hartu behar dira ekipoen hutsegiteak saihesteko eta ekipoaren bizitza luzatzeko.

Mantentzea eta ikuskatzea

1. Egiaztatu aldian-aldian inbertsorearen zati bakoitzaren kableatua sendoa den eta solterik dagoen. Bereziki, haizagailua, potentzia-modulua, sarrerako terminala, irteerako terminala eta lurra arretaz egiaztatu behar dira.

2. Alarma itzalita dagoenean, ezin da berehala martxan jarri. Kausa aurkitu eta konpondu behar da martxan jarri aurretik. Ikuskapena inbertsorearen mantentze-eskuliburuan zehaztutako urratsen arabera egin behar da.

3. Operadoreek prestakuntza berezia jaso behar dute eta akats orokorren kausak zehaztu eta horiek ezabatzeko gai izan behar dute, hala nola fusibleak, osagaiak eta hondatutako zirkuitu-plakak trebetasunez ordezkatzea. Prestakuntzarik gabeko langileek ezin dute ekipoa ustiatu.

4. Ezabatzeko zaila den istripu bat gertatzen bada edo istripuaren kausa argi ez badago, istripuaren erregistro zehatzak gorde behar dira eta inbertsorearen fabrikatzaileari garaiz jakinarazi behar zaio konpontzeko.