Qu'est-ce qu'un onduleur solaire et quelles sont les fonctions d'un onduleur

Qu'est-ce qu'unonduleur solaire

Le système de production d'énergie solaire AC est composé depanneaux solaires, contrôleur de charge, onduleur etbatterie ; le système de production d'énergie solaire DC n'inclut pas l'onduleur. L'onduleur est un appareil de conversion de puissance. Les onduleurs peuvent être divisés en onduleur à oscillation auto-excité et en onduleur à oscillation excité séparément selon la méthode d'excitation. La fonction principale est d'inverser l'alimentation CC de la batterie en alimentation CA. Grâce au circuit en pont complet, le processeur SPWM est généralement utilisé pour subir une modulation, un filtrage, une augmentation de tension, etc. afin d'obtenir une puissance alternative sinusoïdale qui correspond à la fréquence de charge d'éclairage, à la tension nominale, etc. pour les utilisateurs finaux du système. Avec un onduleur, une batterie CC peut être utilisée pour fournir une alimentation CA aux appareils.

2. Type d'onduleur

 

(1) Classement par champ d’application :

 

(1) Onduleur ordinaire

 

Entrée DC 12 V ou 24 V, AC 220 V, sortie 50 Hz, puissance de 75 W à 5 000 W, certains modèles ont une conversion AC et DC, c'est-à-dire une fonction UPS.

 

(2) Machine tout-en-un onduleur/chargeur

 

Dans cetype d'onduleur, les utilisateurs peuvent utiliser diverses formes d'alimentation pour alimenter les charges CA : lorsqu'il y a du courant CA, le courant CA est utilisé pour alimenter la charge via l'onduleur ou pour charger la batterie ; lorsqu'il n'y a pas d'alimentation secteur, la batterie est utilisée pour alimenter la charge CA. . Il peut être utilisé avec diverses sources d’énergie : batteries, générateurs, panneaux solaires et éoliennes.

 

(3) Onduleur spécial pour les postes et télécommunications

 

Fournir des onduleurs 48 V de haute qualité pour les postes et télécommunications et les communications. Ses produits sont de bonne qualité, de haute fiabilité, d'onduleur modulaire (le module est de 1 kW), disposent d'une fonction de redondance N+1 et peuvent être étendus (puissance de 2 kW à 20 kW).

 

4) Onduleur spécial pour l'aviation et l'armée

Ce type d'onduleur dispose d'une entrée 28 Vdc et peut fournir les sorties AC suivantes : 26 Vac, 115 Vac, 230 Vac. Sa fréquence de sortie peut être : 50 Hz, 60 Hz et 400 Hz, et la puissance de sortie varie de 30 VA à 3 500 VA. Il existe également des convertisseurs DC-DC et des convertisseurs de fréquence dédiés à l'aviation.

(2) Classification par forme d'onde de sortie :

 

(1) Onduleur à onde carrée

 

La forme d'onde de tension alternative émise par l'onduleur à onde carrée est une onde carrée. Les circuits inverseurs utilisés par ce type d'onduleur ne sont pas exactement les mêmes, mais la caractéristique commune est que le circuit est relativement simple et que le nombre de tubes de commutation de puissance utilisés est faible. La puissance nominale est généralement comprise entre cent watts et un kilowatt. Les avantages de l'onduleur à onde carrée sont : un circuit simple, un prix bon marché et une maintenance facile. L'inconvénient est que la tension carrée contient un grand nombre d'harmoniques de rang élevé, ce qui produira des pertes supplémentaires dans les appareils de charge équipés d'inductances ou de transformateurs à noyau de fer, provoquant des interférences avec les radios et certains équipements de communication. De plus, ce type d'onduleur présente des inconvénients tels qu'une plage de régulation de tension insuffisante, une fonction de protection incomplète et un bruit relativement élevé.

 

2) Onduleur à ondes progressives

La forme d'onde de tension alternative émise par ce type d'onduleur est une onde échelonnée. Il existe de nombreuses lignes différentes permettant à l'onduleur de réaliser une sortie d'onde échelonnée, et le nombre d'étapes dans la forme d'onde de sortie varie considérablement. L'avantage de l'inverseur d'onde pas à pas est que la forme d'onde de sortie est considérablement améliorée par rapport à l'onde carrée et que le contenu harmonique d'ordre élevé est réduit. Lorsque les pas atteignent plus de 17, la forme d'onde de sortie peut atteindre une onde quasi sinusoïdale. Lors de l'utilisation d'une sortie sans transformateur, le rendement global est très élevé. L'inconvénient est que le circuit de superposition d'ondes en échelle utilise de nombreux tubes de commutation de puissance et que certaines formes de circuit nécessitent plusieurs ensembles d'entrées d'alimentation CC. Cela pose des problèmes au regroupement et au câblage des panneaux solaires et à la charge équilibrée des batteries. De plus, la tension de l’onde d’escalier présente encore des interférences haute fréquence avec les radios et certains équipements de communication.

 

(3) Onduleur sinusoïdal

 

La forme d'onde de tension alternative émise par l'onduleur sinusoïdal est une onde sinusoïdale. Les avantages de l'onduleur sinusoïdal sont qu'il présente une bonne forme d'onde de sortie, une faible distorsion, peu d'interférences avec les radios et les équipements de communication et un faible bruit. De plus, il dispose de fonctions de protection complètes et d’une efficacité globale élevée. Les inconvénients sont les suivants : le circuit est relativement complexe, nécessite une technologie de maintenance élevée et est coûteux.

 

La classification des trois types d'onduleurs ci-dessus est utile aux concepteurs et aux utilisateurs de systèmes photovoltaïques et de systèmes éoliens pour identifier et sélectionner les onduleurs. En fait, les onduleurs ayant la même forme d'onde sont encore très différents en termes de principes de circuit, de dispositifs utilisés, de méthodes de contrôle, etc.

 

3. Principaux paramètres de performance de l'onduleur

 

Il existe de nombreux paramètres et conditions techniques qui décrivent les performances d'un onduleur. Nous ne donnons ici qu'une brève explication des paramètres techniques couramment utilisés lors de l'évaluation des onduleurs.

1. Conditions environnementales pour l'utilisation de l'onduleur

 

Conditions normales d'utilisation de l'onduleur : l'altitude ne dépasse pas 1000 m et la température de l'air est de 0 ~ + 40 ℃.

 

2. Conditions d'alimentation en entrée CC

 

Plage de fluctuation de la tension CC d'entrée : ± 15 % de la tension nominale de la batterie.

 

3. Tension de sortie nominale

 

Dans les conditions de puissance d'entrée spécifiées, l'onduleur doit émettre la valeur de tension nominale lors de la sortie du courant nominal.

 

Plage de fluctuation de tension : monophasé 220 V ± 5 %, triphasé 380 ± 5 %.

 

4. Courant de sortie nominal

 

Sous la fréquence de sortie et le facteur de puissance de charge spécifiés, la valeur du courant nominal que l'onduleur doit produire.

 

5. Fréquence de sortie nominale

 

Dans les conditions spécifiées, la fréquence de sortie nominale du variateur de fréquence fixe est de 50 Hz :

 

Plage de fluctuation de fréquence : 50 Hz ± 2 %.

 

6. Contenu harmonique maximum del'onduleur

 

Pour les onduleurs à onde sinusoïdale, sous charge résistive, le contenu harmonique maximum de la tension de sortie doit être ≤ 10 %.

 

7. Capacité de surcharge de l'onduleur

 

Dans des conditions spécifiées, la capacité de sortie de l'onduleur dépasse la valeur du courant nominal en peu de temps. La capacité de surcharge de l'onduleur doit répondre à certaines exigences sous le facteur de puissance de charge spécifié.

 

8. Efficacité de l'onduleur

 

Sous la tension de sortie nominale, la sortie, le courant et le facteur de puissance de charge spécifié, le rapport entre la puissance active de sortie de l'onduleur et la puissance active d'entrée (ou puissance CC).

 

9. Facteur de puissance de charge

 

Il est recommandé que la plage de variation autorisée du facteur de puissance de charge de l'onduleur soit comprise entre 0,7 et 1,0.

 

10. Asymétrie de charge

 

Sous une charge asymétrique de 10 %, l'asymétrie de la tension de sortie de l'onduleur triphasé à fréquence fixe doit être ≤ 10 %.

 

11. Asymétrie de tension de sortie

 

Dans des conditions normales de fonctionnement, la charge de chaque phase est symétrique et l'asymétrie de la tension de sortie doit être ≤ 5 %.

 

12. Caractéristiques de départ

Dans des conditions de fonctionnement normales, l'onduleur doit pouvoir démarrer normalement 5 fois de suite dans des conditions de fonctionnement à pleine charge et à vide.

 

13. Fonction de protection

 

L'onduleur doit être équipé de : une protection contre les courts-circuits, une protection contre les surintensités, une protection contre les surtensions, une protection contre les sous-tensions et une protection contre les pertes de phase.

 

15. Interférence et anti-interférence

 

L'onduleur doit être capable de résister aux interférences électromagnétiques dans les environnements généraux dans des conditions de travail normales spécifiées. Les performances anti-interférences et la compatibilité électromagnétique de l'onduleur doivent être conformes aux normes en vigueur.

 

16. bruit

 

Les onduleurs qui ne sont pas fréquemment utilisés, surveillés et entretenus doivent être ≤95 dB ;

 

Les onduleurs fréquemment utilisés, surveillés et entretenus doivent être ≤80 dB.

 

17. montrer

 

L'onduleur doit être équipé d'un affichage des données pour les paramètres tels que la tension de sortie CA, le courant de sortie et la fréquence de sortie, ainsi que d'un affichage des signaux pour l'état d'entrée sous tension, sous tension et de défaut.

 

4. Déterminer les conditions techniques de l'onduleur :

 

Lors de la sélection d'un onduleur pour un système complémentaire d'énergie photovoltaïque/éolienne, la première chose à faire est de déterminer les paramètres techniques les plus importants suivants de l'onduleur : plage de tension continue d'entrée, telle que DC24V, 48V, 110V, 220V, etc. ;

 

Tension de sortie nominale, telle que 380 V triphasé ou 220 V monophasé ;

 

Forme d'onde de tension de sortie, telle qu'une onde sinusoïdale, une onde trapézoïdale ou une onde carrée.