Ensiklopedia pengenalan kepada penyongsang solar

Penyongsang , juga dikenali sebagai pengawal selia kuasa dan pengawal selia kuasa, adalah bahagian penting dalam sistem fotovoltaik. Fungsi utama penyongsang fotovoltaik adalah untuk menukar kuasa DC yang dihasilkan oleh panel solar kepada kuasa AC yang digunakan oleh peralatan rumah. Semua tenaga elektrik yang dijana oleh panel solar mesti diproses oleh penyongsang sebelum ia boleh dikeluarkan kepada dunia luar. [1] Melalui litar jambatan penuh, pemproses SPWM biasanya digunakan untuk menjalani modulasi, penapisan, peningkatan voltan, dan lain-lain untuk mendapatkan kuasa AC sinusoidal yang sepadan dengan frekuensi beban pencahayaan, voltan terkadar, dll. untuk pengguna akhir sistem. Dengan penyongsang, bateri DC boleh digunakan untuk membekalkan kuasa AC kepada peralatan.

pengenalan:

Sistem penjanaan kuasa AC solar terdiri daripada panel solar, pengawal cas, penyongsang dan bateri; sistem penjanaan kuasa DC suria tidak termasuk penyongsang. Proses menukar kuasa AC kepada kuasa DC dipanggil pembetulan, litar yang melengkapkan fungsi pembetulan dipanggil litar penerus, dan peranti yang melaksanakan proses pembetulan dipanggil peranti penerus atau penerus. Sejajar dengan itu, proses menukar kuasa DC kepada kuasa AC dipanggil penyongsang, litar yang melengkapkan fungsi penyongsang dipanggil litar penyongsang, dan peranti yang melaksanakan proses penyongsang dipanggil peralatan penyongsang atau penyongsang.

Teras peranti penyongsang ialah litar suis penyongsang, dirujuk sebagai litar penyongsang. Litar ini melengkapkan fungsi penyongsang dengan menghidupkan dan mematikan suis elektronik kuasa. Pensuisan peranti pensuisan elektronik kuasa memerlukan denyutan pemanduan tertentu, dan denyutan ini boleh dilaraskan dengan menukar isyarat voltan. Litar yang menjana dan mengawal denyutan sering dipanggil litar kawalan atau gelung kawalan. Struktur asas peranti penyongsang termasuk, sebagai tambahan kepada litar penyongsang dan litar kawalan yang disebutkan di atas, litar perlindungan, litar keluaran, litar input, litar keluaran, dsb.

Ciri-ciri:

Oleh kerana kepelbagaian bangunan, ia pasti akan membawa kepada kepelbagaian pemasangan panel solar. Untuk memaksimumkan kecekapan penukaran tenaga suria sambil mengambil kira penampilan cantik bangunan, ini memerlukan kepelbagaian penyongsang kami untuk mencapai cara tenaga suria yang terbaik. Tukar.

Penyongsangan berpusat

Penyongsang berpusat biasanya digunakan dalam sistem stesen janakuasa fotovoltaik yang besar (>10kW). Banyak rentetan fotovoltaik selari disambungkan kepada input DC penyongsang berpusat yang sama. Secara amnya, modul kuasa IGBT tiga fasa digunakan untuk kuasa tinggi. Yang lebih kecil menggunakan transistor kesan medan dan menggunakan pengawal penukaran DSP untuk meningkatkan kualiti kuasa yang dijana supaya ia sangat dekat dengan arus gelombang sinus. Ciri terbesar ialah kuasa tinggi dan kos rendah sistem. Walau bagaimanapun, kecekapan dan kapasiti pengeluaran elektrik keseluruhan sistem fotovoltaik dipengaruhi oleh pemadanan rentetan fotovoltaik dan teduhan separa. Pada masa yang sama, kebolehpercayaan penjanaan kuasa keseluruhan sistem fotovoltaik dipengaruhi oleh status kerja yang lemah bagi kumpulan unit fotovoltaik tertentu. Arahan penyelidikan terkini ialah penggunaan kawalan modulasi vektor ruang dan pembangunan sambungan topologi penyongsang baharu untuk mendapatkan kecekapan tinggi di bawah keadaan beban separa. Pada penyongsang terpusat SolarMax, kotak antara muka tatasusunan fotovoltaik boleh dipasang untuk memantau setiap rentetan panel layar fotovoltaik. Jika salah satu rentetan tidak berfungsi dengan betul, sistem akan Maklumat dihantar ke alat kawalan jauh, dan rentetan ini boleh dihentikan melalui alat kawalan jauh, supaya kegagalan satu rentetan fotovoltaik tidak akan mengurangkan atau menjejaskan kerja dan output tenaga daripada keseluruhan sistem fotovoltaik.

Penyongsang tali

Penyongsang tali telah menjadi penyongsang yang paling popular di pasaran antarabangsa. Penyongsang rentetan adalah berdasarkan konsep modular. Setiap rentetan fotovoltaik (1kW-5kW) melalui penyongsang, mempunyai penjejakan puncak kuasa maksimum pada hujung DC, dan disambungkan selari dengan grid pada hujung AC. Banyak loji kuasa fotovoltaik besar menggunakan penyongsang rentetan. Kelebihannya ialah ia tidak terjejas oleh perbezaan modul dan bayang-bayang antara rentetan, dan pada masa yang sama mengurangkan titik operasi optimum modul fotovoltaik.

Tidak padan dengan penyongsang, dengan itu meningkatkan penjanaan kuasa. Kelebihan teknikal ini bukan sahaja mengurangkan kos sistem, tetapi juga meningkatkan kebolehpercayaan sistem. Pada masa yang sama, konsep "tuan-hamba" diperkenalkan antara rentetan, supaya apabila kuasa rentetan tunggal dalam sistem tidak dapat membuat penyongsang tunggal berfungsi, beberapa kumpulan rentetan fotovoltaik boleh disambungkan bersama untuk membolehkan satu atau beberapa daripada mereka untuk bekerja. , dengan itu menghasilkan lebih banyak tenaga elektrik. Konsep terbaru ialah beberapa penyongsang membentuk "pasukan" antara satu sama lain untuk menggantikan konsep "tuan-hamba", menjadikan sistem lebih dipercayai.

Penyongsang berbilang tali

Penyongsang berbilang tali mengambil kelebihan penyongsang berpusat dan penyongsang rentetan, mengelakkan kelemahannya, dan boleh digunakan pada stesen janakuasa fotovoltaik dengan beberapa kilowatt. Dalam penyongsang berbilang tali, penjejakan puncak kuasa individu yang berbeza dan penukar DC-ke-DC disertakan. DC ditukar kepada kuasa AC melalui penyongsang DC-ke-AC biasa dan disambungkan ke grid. Penarafan rentetan fotovoltaik yang berbeza (cth kuasa undian berbeza, bilangan modul yang berbeza setiap rentetan, pengeluar modul yang berbeza, dll.), saiz yang berbeza atau teknologi modul fotovoltaik yang berbeza, orientasi rentetan yang berbeza (cth: timur, selatan dan barat) , sudut kecondongan atau teduhan yang berbeza, boleh disambungkan kepada penyongsang biasa, dengan setiap rentetan beroperasi pada puncak kuasa maksimum masing-masing. Pada masa yang sama, panjang kabel DC dikurangkan, meminimumkan kesan bayangan antara rentetan dan kehilangan yang disebabkan oleh perbezaan antara rentetan.

Penyongsang komponen

Penyongsang modul menghubungkan setiap modul fotovoltaik kepada penyongsang, dan setiap modul mempunyai penjejakan puncak kuasa maksimum bebas, supaya modul dan penyongsang bekerjasama dengan lebih baik. Biasanya digunakan dalam stesen janakuasa fotovoltaik 50W hingga 400W, jumlah kecekapan adalah lebih rendah daripada penyongsang rentetan. Oleh kerana ia disambung secara selari pada bahagian AC, ini meningkatkan kerumitan pendawaian pada bahagian AC dan menyukarkan penyelenggaraan. Satu lagi perkara yang perlu diselesaikan ialah cara menyambung ke grid dengan lebih berkesan. Cara mudah ialah menyambung ke grid terus melalui soket AC biasa, yang boleh mengurangkan kos dan pemasangan peralatan, tetapi selalunya piawaian keselamatan grid kuasa di pelbagai tempat mungkin tidak membenarkannya. Dengan berbuat demikian, syarikat kuasa mungkin membantah sambungan terus peranti penjana ke soket isi rumah biasa. Satu lagi faktor berkaitan keselamatan ialah sama ada pengubah pengasingan (frekuensi tinggi atau frekuensi rendah) diperlukan atau sama ada penyongsang tanpa pengubah dibenarkan. Penyongsang ini paling banyak digunakan dalam dinding tirai kaca.

Kecekapan Penyongsang Suria

Kecekapan penyongsang suria merujuk kepada pasaran penyongsang suria yang semakin meningkat (penyongsang fotovoltaik) disebabkan oleh permintaan untuk tenaga boleh diperbaharui. Dan penyongsang ini memerlukan kecekapan dan kebolehpercayaan yang sangat tinggi. Litar kuasa yang digunakan dalam penyongsang ini diperiksa dan pilihan terbaik untuk peranti pensuisan dan penerus disyorkan. Struktur umum penyongsang fotovoltaik ditunjukkan dalam Rajah 1. Terdapat tiga penyongsang berbeza untuk dipilih. Cahaya matahari bersinar pada modul solar yang disambungkan secara bersiri, dan setiap modul mengandungi satu set unit sel solar yang disambungkan secara bersiri. Voltan arus terus (DC) yang dijana oleh modul solar adalah pada susunan beberapa ratus volt, bergantung pada keadaan pencahayaan tatasusunan modul, suhu sel dan bilangan modul yang disambungkan secara bersiri.

Fungsi utama penyongsang jenis ini adalah untuk menukar voltan DC masukan kepada nilai yang stabil. Fungsi ini dilaksanakan melalui penukar rangsangan dan memerlukan suis rangsangan dan diod rangsangan. Dalam seni bina pertama, peringkat rangsangan diikuti oleh penukar jambatan penuh terpencil. Tujuan pengubah jambatan penuh adalah untuk menyediakan pengasingan. Penukar jambatan penuh kedua pada output digunakan untuk menukar DC daripada penukar jambatan penuh peringkat pertama kepada voltan arus ulang alik (AC). Outputnya ditapis sebelum disambungkan ke rangkaian grid AC melalui suis geganti hubungan dua kali tambahan, untuk menyediakan pengasingan yang selamat sekiranya berlaku kerosakan dan pengasingan daripada grid bekalan pada waktu malam. Struktur kedua ialah skema tidak terpencil. Antaranya, voltan AC dijana secara langsung oleh keluaran voltan DC oleh peringkat rangsangan. Struktur ketiga menggunakan topologi inovatif suis kuasa dan diod kuasa untuk menyepadukan fungsi bahagian rangsangan dan penjanaan AC dalam topologi khusus, menjadikan penyongsang secekap mungkin walaupun kecekapan penukaran panel solar sangat rendah. Hampir 100% tetapi sangat penting. Di Jerman, modul siri 3kW yang dipasang pada bumbung yang menghadap ke selatan dijangka menjana 2550 kWj setahun. Jika kecekapan penyongsang ditingkatkan daripada 95% kepada 96%, tambahan 25kWj elektrik boleh dijana setiap tahun. Kos menggunakan modul solar tambahan untuk menjana 25kWj ini bersamaan dengan menambah penyongsang. Memandangkan peningkatan kecekapan daripada 95% kepada 96% tidak akan menggandakan kos penyongsang, melabur dalam penyongsang yang lebih cekap adalah pilihan yang tidak dapat dielakkan. Untuk reka bentuk baru muncul, meningkatkan kecekapan penyongsang dengan cara yang paling kos efektif adalah kriteria reka bentuk utama. Bagi kebolehpercayaan dan kos penyongsang, ia adalah dua kriteria reka bentuk lain. Kecekapan yang lebih tinggi mengurangkan turun naik suhu sepanjang kitaran beban, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan, jadi garis panduan ini sebenarnya berkaitan. Penggunaan modul juga akan meningkatkan kebolehpercayaan.

Suis penggalak dan diod

Semua topologi yang ditunjukkan memerlukan suis kuasa pensuisan pantas. Peringkat rangsangan dan peringkat penukaran jambatan penuh memerlukan diod pensuisan pantas. Selain itu, suis yang dioptimumkan untuk pensuisan frekuensi rendah (100Hz) juga berguna untuk topologi ini. Untuk mana-mana teknologi silikon tertentu, suis yang dioptimumkan untuk pensuisan pantas akan mempunyai kehilangan pengaliran yang lebih tinggi daripada suis yang dioptimumkan untuk aplikasi pensuisan frekuensi rendah.

Peringkat rangsangan biasanya direka sebagai penukar mod arus berterusan. Bergantung pada bilangan modul solar dalam tatasusunan yang digunakan dalam penyongsang, anda boleh memilih sama ada untuk menggunakan peranti 600V atau 1200V. Dua pilihan untuk suis kuasa ialah MOSFET dan IGBT. Secara umumnya, MOSFET boleh beroperasi pada frekuensi pensuisan yang lebih tinggi daripada IGBT. Di samping itu, pengaruh diod badan mesti sentiasa diambil kira: dalam kes peringkat rangsangan ini tidak menjadi masalah kerana diod badan tidak berfungsi dalam mod operasi biasa. Kerugian pengaliran MOSFET boleh dikira daripada RDS(ON) pada rintangan, yang berkadar dengan kawasan die berkesan untuk keluarga MOSFET tertentu. Apabila voltan terkadar berubah daripada 600V kepada 1200V, kehilangan pengaliran MOSFET akan meningkat dengan banyak. Oleh itu, walaupun nilai RDS(ON) adalah setara, MOSFET 1200V tidak tersedia atau harganya terlalu tinggi.

Untuk suis rangsangan yang dinilai pada 600V, MOSFET superjunction boleh digunakan. Untuk aplikasi pensuisan frekuensi tinggi, teknologi ini mempunyai kehilangan pengaliran terbaik. MOSFET dengan nilai RDS(ON) di bawah 100 miliohm dalam pakej TO-220 dan MOSFET dengan nilai RDS(ON) di bawah 50 miliohm dalam pakej TO-247. Untuk penyongsang solar yang memerlukan pensuisan kuasa 1200V, IGBT ialah pilihan yang sesuai. Teknologi IGBT yang lebih maju, seperti NPT Trench dan NPT Field Stop, dioptimumkan untuk mengurangkan kehilangan pengaliran, tetapi dengan mengorbankan kerugian pensuisan yang lebih tinggi, yang menjadikannya kurang sesuai untuk aplikasi rangsangan pada frekuensi tinggi.

Berdasarkan teknologi planar NPT lama, peranti FGL40N120AND telah dibangunkan yang boleh meningkatkan kecekapan litar rangsangan dengan frekuensi pensuisan yang tinggi. Ia mempunyai EOFF 43uJ/A. Berbanding dengan peranti teknologi yang lebih maju, EOFF ialah 80uJ/A, tetapi ia perlu diperolehi Prestasi seperti ini sangat sukar. Kelemahan peranti FGL40N120AND ialah penurunan voltan tepu VCE(SAT) (3.0V lwn. 2.1V pada 125ºC) adalah tinggi, tetapi kehilangan pensuisannya yang rendah pada frekuensi pensuisan rangsangan tinggi lebih daripada menebusnya. Peranti ini juga menyepadukan diod anti-selari. Di bawah operasi rangsangan biasa, diod ini tidak akan mengalir. Walau bagaimanapun, semasa permulaan atau semasa keadaan sementara, adalah mungkin untuk litar rangsangan didorong ke dalam mod aktif, di mana diod anti selari akan mengalir. Memandangkan IGBT sendiri tidak mempunyai diod badan yang wujud, diod pakej bersama ini diperlukan untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai. Untuk diod rangsangan, diod pemulihan pantas seperti Stealth™ atau diod silikon karbon diperlukan. Diod karbon-silikon mempunyai voltan dan kehilangan hadapan yang sangat rendah. Apabila memilih diod rangsangan, kesan arus pemulihan terbalik (atau kapasitansi simpang diod karbon-silikon) pada suis rangsangan mesti dipertimbangkan, kerana ini akan mengakibatkan kerugian tambahan. Di sini, diod Stealth II FFP08S60S yang baru dilancarkan boleh memberikan prestasi yang lebih tinggi. Apabila VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us, dan suhu kes ialah 100ºC, kehilangan pensuisan yang dikira adalah lebih rendah daripada parameter FFP08S60S 205mJ. Menggunakan diod Stealth ISL9R860P2, nilai ini mencapai 225mJ. Oleh itu, ini juga meningkatkan kecekapan penyongsang pada frekuensi pensuisan yang tinggi.

Suis jambatan dan diod

Selepas penapisan jambatan penuh MOSFET, jambatan keluaran menjana voltan sinusoidal dan isyarat arus 50Hz. Pelaksanaan biasa ialah menggunakan seni bina jambatan penuh standard (Rajah 2). Dalam rajah, jika suis di kiri atas dan kanan bawah dihidupkan, voltan positif dimuatkan di antara terminal kiri dan kanan; jika suis di bahagian atas kanan dan kiri bawah dihidupkan, voltan negatif dimuatkan di antara terminal kiri dan kanan. Untuk aplikasi ini, hanya satu suis dihidupkan dalam tempoh masa tertentu. Satu suis boleh ditukar kepada frekuensi tinggi PWM dan satu lagi suis kepada frekuensi rendah 50Hz. Memandangkan litar bootstrap bergantung pada penukaran peranti rendah, peranti rendah ditukar kepada frekuensi tinggi PWM, manakala peranti mewah ditukar kepada frekuensi rendah 50Hz. Aplikasi ini menggunakan suis kuasa 600V, jadi MOSFET superjunction 600V sangat sesuai untuk peranti pensuisan berkelajuan tinggi ini. Oleh kerana peranti pensuisan ini akan menahan arus pemulihan songsang penuh peranti lain apabila suis dihidupkan, peranti superjunction pemulihan pantas seperti 600V FCH47N60F adalah pilihan yang ideal. RDS(ON)nya ialah 73 miliohm, dan kehilangan pengalirannya sangat rendah berbanding peranti pemulihan pantas yang serupa. Apabila peranti ini menukar pada 50Hz, tidak perlu menggunakan ciri pemulihan pantas. Peranti ini mempunyai ciri dv/dt dan di/dt yang sangat baik, yang meningkatkan kebolehpercayaan sistem berbanding MOSFET superjunction standard.

Pilihan lain yang patut diterokai ialah penggunaan peranti FGH30N60LSD. Ia adalah IGBT 30A/600V dengan voltan tepu VCE(SAT) hanya 1.1V. EOFF kehilangan turn-offnya sangat tinggi, mencapai 10mJ, jadi ia hanya sesuai untuk penukaran frekuensi rendah. MOSFET 50 miliohm mempunyai RDS(ON) pada rintangan 100 miliohm pada suhu operasi. Oleh itu, pada 11A, ia mempunyai VDS yang sama dengan VCE(SAT) IGBT. Memandangkan IGBT ini berasaskan teknologi pecahan lama, VCE(SAT) tidak banyak berubah mengikut suhu. Oleh itu, IGBT ini mengurangkan kerugian keseluruhan dalam jambatan keluaran, dengan itu meningkatkan kecekapan keseluruhan penyongsang. Fakta bahawa FGH30N60LSD IGBT bertukar daripada satu teknologi penukaran kuasa kepada topologi khusus yang lain setiap separuh kitaran juga berguna. IGBT digunakan di sini sebagai suis topologi. Untuk pensuisan yang lebih pantas, peranti superjunction pemulihan konvensional dan cepat digunakan. Untuk topologi khusus 1200V dan struktur jambatan penuh, FGL40N120AND yang dinyatakan di atas ialah suis yang sangat sesuai untuk penyongsang suria frekuensi tinggi baharu. Apabila teknologi khusus memerlukan diod, Stealth II, diod Hyperfast™ II dan diod karbon-silikon adalah penyelesaian yang hebat.

fungsi:

Penyongsang bukan sahaja mempunyai fungsi penukaran DC ke AC, tetapi juga mempunyai fungsi memaksimumkan prestasi sel suria dan fungsi perlindungan kerosakan sistem. Ringkasnya, terdapat fungsi larian dan penutupan automatik, fungsi kawalan penjejakan kuasa maksimum, fungsi pencegahan operasi bebas (untuk sistem bersambung grid), fungsi pelarasan voltan automatik (untuk sistem bersambung grid), fungsi pengesanan DC (untuk sistem bersambung grid ), dan pengesanan tanah DC. Fungsi (untuk sistem bersambung grid). Berikut ialah pengenalan ringkas kepada fungsi larian dan penutupan automatik serta fungsi kawalan penjejakan kuasa maksimum.

Operasi automatik dan fungsi penutupan: Selepas matahari terbit pada waktu pagi, keamatan sinaran suria secara beransur-ansur meningkat, dan output sel suria juga meningkat. Apabila kuasa output yang diperlukan untuk operasi penyongsang dicapai, penyongsang secara automatik mula berjalan. Selepas memasuki operasi, penyongsang akan memantau output modul sel solar pada setiap masa. Selagi kuasa keluaran modul sel suria lebih besar daripada kuasa keluaran yang diperlukan untuk tugas penyongsang, penyongsang akan terus beroperasi; ia akan berhenti sehingga matahari terbenam, walaupun Penyongsang juga boleh beroperasi pada hari hujan. Apabila output modul solar menjadi lebih kecil dan output penyongsang menghampiri 0, penyongsang memasuki keadaan siap sedia.

Fungsi kawalan pengesanan kuasa maksimum: Output modul sel suria berubah dengan keamatan sinaran suria dan suhu modul sel suria itu sendiri (suhu cip). Di samping itu, kerana modul sel solar mempunyai ciri voltan berkurangan apabila arus meningkat, terdapat titik operasi optimum yang boleh memperoleh kuasa maksimum. Keamatan sinaran suria berubah, dan jelas titik kerja optimum juga berubah. Berkaitan dengan perubahan ini, titik kerja modul sel solar sentiasa dikekalkan pada titik kuasa maksimum, dan sistem sentiasa memperoleh output kuasa maksimum daripada modul sel solar. Kawalan jenis ini ialah kawalan penjejakan kuasa maksimum. Ciri terbesar penyongsang yang digunakan dalam sistem penjanaan kuasa solar ialah ia termasuk fungsi pengesanan titik kuasa maksimum (MPPT).

menaip

Klasifikasi skop aplikasi

(1) Penyongsang biasa

Input DC 12V atau 24V, AC 220V, output 50Hz, kuasa dari 75W hingga 5000W, sesetengah model mempunyai penukaran AC dan DC, iaitu fungsi UPS.

(2) Mesin semua-dalam-satu penyongsang/pengecas

Dalam jenis penyongsang ini, pengguna boleh menggunakan pelbagai bentuk kuasa untuk menggerakkan beban AC: apabila terdapat kuasa AC, kuasa AC digunakan untuk menggerakkan beban melalui penyongsang, atau untuk mengecas bateri; apabila tiada kuasa AC, bateri digunakan untuk kuasa beban AC. . Ia boleh digunakan bersama dengan pelbagai sumber kuasa: bateri, penjana, panel solar dan turbin angin.

(3) Penyongsang khas untuk pos dan telekomunikasi

Menyediakan penyongsang 48V berkualiti tinggi untuk perkhidmatan pos dan telekomunikasi. Produk ini berkualiti baik, kebolehpercayaan yang tinggi, penyongsang modular (modul ialah 1KW), dan mempunyai fungsi redundansi N+1 dan boleh dikembangkan (kuasa dari 2KW kepada 20KW). ).

(4) Penyongsang khas untuk penerbangan dan ketenteraan

Penyongsang jenis ini mempunyai input 28Vdc dan boleh memberikan output AC berikut: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Kekerapan outputnya boleh: 50Hz, 60Hz dan 400Hz, dan kuasa output berjulat dari 30VA hingga 3500VA. Terdapat juga penukar DC-DC dan penukar frekuensi khusus untuk penerbangan.

Pengelasan bentuk gelombang keluaran

(1) Penyongsang gelombang persegi

Output bentuk gelombang voltan AC oleh penyongsang gelombang persegi ialah gelombang persegi. Litar penyongsang yang digunakan oleh penyongsang jenis ini tidak betul-betul sama, tetapi ciri biasa ialah litarnya agak mudah dan bilangan tiub suis kuasa yang digunakan adalah kecil. Kuasa reka bentuk biasanya antara seratus watt dan satu kilowatt. Kelebihan penyongsang gelombang persegi adalah: litar mudah, harga murah dan penyelenggaraan mudah. Kelemahannya ialah voltan gelombang persegi mengandungi sejumlah besar harmonik tertib tinggi, yang akan menghasilkan kerugian tambahan dalam peralatan beban dengan induktor atau transformer teras besi, menyebabkan gangguan kepada radio dan beberapa peralatan komunikasi. Di samping itu, penyongsang jenis ini mempunyai kekurangan seperti julat peraturan voltan yang tidak mencukupi, fungsi perlindungan yang tidak lengkap, dan bunyi yang agak tinggi.

(2) Penyongsang gelombang langkah

Output bentuk gelombang voltan AC oleh penyongsang jenis ini ialah gelombang langkah. Terdapat banyak garisan yang berbeza untuk penyongsang merealisasikan output gelombang langkah, dan bilangan langkah dalam bentuk gelombang keluaran sangat berbeza. Kelebihan penyongsang gelombang langkah ialah bentuk gelombang keluaran bertambah baik dengan ketara berbanding dengan gelombang persegi, dan kandungan harmonik tertib tinggi dikurangkan. Apabila langkah mencapai lebih daripada 17, bentuk gelombang keluaran boleh mencapai gelombang kuasi-sinusoidal. Apabila output tanpa transformer digunakan, kecekapan keseluruhan adalah sangat tinggi. Kelemahannya ialah litar superposisi gelombang tangga menggunakan banyak tiub suis kuasa, dan beberapa bentuk litar memerlukan beberapa set input kuasa DC. Ini membawa masalah kepada pengumpulan dan pendawaian tatasusunan sel solar dan pengecasan bateri yang seimbang. Di samping itu, voltan gelombang tangga masih mempunyai beberapa gangguan frekuensi tinggi kepada radio dan beberapa peralatan komunikasi.

Penyongsang gelombang sinus

Output bentuk gelombang voltan AC oleh penyongsang gelombang sinus ialah gelombang sinus. Kelebihan penyongsang gelombang sinus ialah ia mempunyai bentuk gelombang keluaran yang baik, herotan yang sangat rendah, sedikit gangguan kepada radio dan peralatan, dan bunyi yang rendah. Di samping itu, ia mempunyai fungsi perlindungan yang lengkap dan kecekapan keseluruhan yang tinggi. Kelemahannya ialah: litar agak kompleks, memerlukan teknologi penyelenggaraan yang tinggi, dan mahal.

Klasifikasi tiga jenis penyongsang di atas membantu pereka bentuk dan pengguna sistem fotovoltaik dan sistem kuasa angin untuk mengenal pasti dan memilih penyongsang. Malah, penyongsang dengan bentuk gelombang yang sama masih mempunyai perbezaan besar dalam prinsip litar, peranti yang digunakan, kaedah kawalan, dsb.

Kaedah pengelasan lain

1. Mengikut kekerapan kuasa AC keluaran, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang frekuensi kuasa, penyongsang frekuensi sederhana dan penyongsang frekuensi tinggi. Kekerapan penyongsang frekuensi kuasa ialah 50 hingga 60Hz; frekuensi penyongsang frekuensi sederhana biasanya 400Hz hingga lebih daripada sepuluh kHz; frekuensi penyongsang frekuensi tinggi biasanya lebih daripada sepuluh kHz hingga MHz.

2. Mengikut bilangan fasa yang dikeluarkan oleh penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang fasa tunggal, penyongsang tiga fasa dan penyongsang berbilang fasa.

3. Mengikut destinasi kuasa keluaran penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang aktif dan penyongsang pasif. Mana-mana penyongsang yang menghantar keluaran tenaga elektrik oleh penyongsang ke grid kuasa industri dipanggil penyongsang aktif; sebarang penyongsang yang menghantar keluaran tenaga elektrik oleh penyongsang kepada beberapa beban elektrik dipanggil penyongsang pasif. peranti.

4. Mengikut bentuk litar utama penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang satu hujung, penyongsang tolak tarik, penyongsang separuh jambatan dan penyongsang penuh jambatan.

5. Mengikut jenis peranti pensuisan utama penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang thyristor, penyongsang transistor, penyongsang kesan medan dan penyongsang transistor bipolar (IGBT) pintu terlindung. Ia boleh dibahagikan kepada dua kategori: penyongsang "separa terkawal" dan penyongsang "terkawal sepenuhnya". Yang pertama tidak mempunyai keupayaan untuk mematikan sendiri, dan komponen kehilangan fungsi kawalannya selepas ia dihidupkan, jadi ia dipanggil "separa terkawal" dan thyristor biasa termasuk dalam kategori ini; yang terakhir mempunyai keupayaan untuk mematikan sendiri, iaitu, tiada peranti Hidup dan mati boleh dikawal oleh elektrod kawalan, jadi ia dipanggil "jenis dikawal sepenuhnya". Transistor kesan medan kuasa dan transistor dwi kuasa get terlindung (IGBT) semuanya tergolong dalam kategori ini.

6. Menurut bekalan kuasa DC, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang sumber voltan (VSI) dan penyongsang sumber arus (CSI). Dalam yang pertama, voltan DC hampir malar, dan voltan keluaran ialah gelombang persegi berselang-seli; dalam yang terakhir, arus DC hampir malar, dan arus keluaran ialah gelombang persegi berselang-seli.

7. Mengikut kaedah kawalan penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang modulasi frekuensi (PFM) dan penyongsang modulasi lebar nadi (PWM).

8. Mengikut mod kerja litar pensuisan penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang resonan, penyongsang pensuisan keras frekuensi tetap dan penyongsang pensuisan lembut frekuensi tetap.

9. Mengikut kaedah penukaran penyongsang, ia boleh dibahagikan kepada penyongsang tukar beban dan penyongsang tukar sendiri.

Parameter prestasi:

Terdapat banyak parameter dan keadaan teknikal yang menggambarkan prestasi penyongsang. Di sini kami hanya memberikan penjelasan ringkas tentang parameter teknikal yang biasa digunakan semasa menilai penyongsang.

1. Keadaan persekitaran untuk penggunaan penyongsang. Keadaan penggunaan biasa penyongsang: ketinggian tidak melebihi 1000m, dan suhu udara ialah 0~+40℃.

2. Keadaan bekalan kuasa input DC, julat turun naik voltan DC input: ±15% daripada nilai voltan terkadar pek bateri.

3. Voltan keluaran terkadar, dalam julat turun naik yang dibenarkan bagi voltan DC input, ia mewakili nilai voltan terkadar yang sepatutnya dapat dikeluarkan oleh penyongsang. Ketepatan stabil nilai voltan terkadar keluaran umumnya mempunyai peruntukan berikut:

(1) Semasa operasi keadaan mantap, julat turun naik voltan hendaklah dihadkan, sebagai contoh, sisihan tidak boleh melebihi ±3% atau ±5% daripada nilai undian.

(2) Dalam situasi dinamik di mana beban berubah secara tiba-tiba atau dipengaruhi oleh faktor gangguan lain, sisihan voltan keluaran tidak boleh melebihi ±8% atau ±10% daripada nilai undian.

4. Kekerapan keluaran yang diberi nilai, kekerapan keluaran penyongsang voltan AC hendaklah nilai yang agak stabil, biasanya frekuensi kuasa 50Hz. Sisihan hendaklah dalam lingkungan ±1% di bawah keadaan kerja biasa.

5. Arus keluaran terkadar (atau kapasiti keluaran terkadar) menunjukkan arus keluaran terkadar penyongsang dalam julat faktor kuasa beban yang ditentukan. Sesetengah produk penyongsang memberikan kapasiti keluaran berkadar, dinyatakan dalam VA atau kVA. Kapasiti terkadar penyongsang ialah apabila faktor kuasa keluaran ialah 1 (iaitu, beban rintangan semata-mata), voltan keluaran terkadar adalah hasil darab arus keluaran terkadar.

6. Kecekapan keluaran dinilai. Kecekapan penyongsang ialah nisbah kuasa keluarannya kepada kuasa input di bawah keadaan kerja tertentu, dinyatakan dalam %. Kecekapan penyongsang pada kapasiti keluaran undian adalah kecekapan beban penuh, dan kecekapan pada 10% kapasiti keluaran undian adalah kecekapan beban rendah.

7. Kandungan harmonik maksimum penyongsang. Untuk penyongsang gelombang sinus, di bawah beban rintangan, kandungan harmonik maksimum voltan keluaran hendaklah ≤10%.

8. Kapasiti beban lampau penyongsang merujuk kepada keupayaan penyongsang untuk mengeluarkan lebih daripada nilai arus undian dalam tempoh masa yang singkat di bawah keadaan yang ditetapkan. Kapasiti beban lampau penyongsang harus memenuhi keperluan tertentu di bawah faktor kuasa beban yang ditentukan.

9. Kecekapan penyongsang ialah nisbah kuasa aktif keluaran penyongsang kepada kuasa aktif input (atau kuasa DC) di bawah voltan keluaran terkadar, arus keluaran dan faktor kuasa beban yang ditentukan.

10. Faktor kuasa beban mewakili keupayaan penyongsang untuk membawa beban induktif atau kapasitif. Di bawah keadaan gelombang sinus, faktor kuasa beban ialah 0.7~0.9 (lag), dan nilai undian ialah 0.9.

11. Beban asimetri. Di bawah beban asimetri 10%, asimetri voltan keluaran penyongsang tiga fasa frekuensi tetap hendaklah ≤10%.

12. Ketidakseimbangan voltan keluaran. Di bawah keadaan operasi biasa, ketidakseimbangan voltan tiga fasa (nisbah komponen jujukan terbalik kepada komponen jujukan positif) yang dikeluarkan oleh penyongsang tidak boleh melebihi nilai yang ditentukan, secara amnya dinyatakan dalam %, seperti 5 % atau 8%.

13. Ciri-ciri permulaan: Di bawah keadaan operasi biasa, penyongsang sepatutnya boleh dimulakan secara normal 5 kali berturut-turut di bawah keadaan operasi beban penuh dan tanpa beban.

14. Fungsi perlindungan, penyongsang perlu disediakan: perlindungan litar pintas, perlindungan arus lebih, perlindungan suhu lampau, perlindungan voltan lampau, perlindungan voltan terkurang dan perlindungan kehilangan fasa. Antaranya, perlindungan voltan lampau bermakna bagi penyongsang tanpa langkah penstabilan voltan, perlu ada langkah perlindungan voltan lampau keluaran untuk melindungi terminal negatif daripada kerosakan oleh voltan lampau keluaran. Perlindungan arus lebih merujuk kepada perlindungan arus lebih penyongsang, yang sepatutnya dapat memastikan tindakan tepat pada masanya apabila beban dilitar pintas atau arus melebihi nilai yang dibenarkan untuk melindunginya daripada kerosakan oleh arus lonjakan.

15. Gangguan dan anti-gangguan, penyongsang harus dapat menahan gangguan elektromagnet dalam persekitaran umum di bawah keadaan kerja biasa yang ditetapkan. Prestasi anti-gangguan dan keserasian elektromagnet penyongsang harus mematuhi piawaian yang berkaitan.

16. Penyongsang yang tidak kerap dikendalikan, dipantau dan diselenggara hendaklah ≤95db; penyongsang yang kerap dikendalikan, dipantau dan diselenggara hendaklah ≤80db.

17. Paparan, penyongsang hendaklah dilengkapi dengan paparan data parameter seperti voltan keluaran AC, arus keluaran dan kekerapan keluaran, dan paparan isyarat input langsung, bertenaga dan status kerosakan.

18. Fungsi komunikasi. Fungsi komunikasi jauh membolehkan pengguna menyemak status operasi mesin dan data yang disimpan tanpa pergi ke tapak.

19. herotan bentuk gelombang voltan keluaran. Apabila voltan keluaran penyongsang adalah sinusoidal, herotan bentuk gelombang maksimum yang dibenarkan (atau kandungan harmonik) hendaklah ditentukan. Biasanya dinyatakan sebagai jumlah herotan bentuk gelombang voltan keluaran, nilainya tidak boleh melebihi 5% (10% dibenarkan untuk keluaran satu fasa).

20. Ciri permulaan, yang mencirikan keupayaan penyongsang untuk bermula dengan beban dan prestasinya semasa operasi dinamik. Penyongsang harus memastikan permulaan yang boleh dipercayai di bawah beban undian.

21. Bising. Transformer, induktor penapis, suis elektromagnet, kipas dan komponen lain dalam peralatan elektronik kuasa semuanya menghasilkan bunyi. Apabila penyongsang beroperasi secara normal, bunyi bisingnya tidak boleh melebihi 80dB, dan bunyi penyongsang kecil tidak boleh melebihi 65dB.

Ciri-ciri bateri:

Bateri PV

Untuk membangunkan sistem penyongsang suria, adalah penting untuk terlebih dahulu memahami ciri-ciri berbeza sel suria (sel PV). Rp dan Rs ialah rintangan parasit, yang masing-masing tidak terhingga dan sifar dalam keadaan ideal.

Keamatan cahaya dan suhu boleh menjejaskan ciri operasi sel PV dengan ketara. Arus adalah berkadar dengan keamatan cahaya, tetapi perubahan dalam cahaya mempunyai sedikit kesan pada voltan operasi. Walau bagaimanapun, voltan operasi dipengaruhi oleh suhu. Peningkatan suhu bateri mengurangkan voltan operasi tetapi mempunyai sedikit kesan ke atas arus yang dijana. Rajah di bawah menggambarkan kesan suhu dan cahaya pada modul PV.

Perubahan dalam keamatan cahaya mempunyai kesan yang lebih besar pada kuasa output bateri daripada perubahan suhu. Ini benar untuk semua bahan PV yang biasa digunakan. Akibat penting daripada gabungan kedua-dua kesan ini ialah kuasa sel PV berkurangan dengan penurunan keamatan cahaya dan/atau peningkatan suhu.

Titik kuasa maksimum (MPP)

Sel suria boleh beroperasi pada julat voltan dan arus yang luas. MPP ditentukan dengan terus meningkatkan beban perintang pada sel yang diterangi daripada sifar (peristiwa litar pintas) kepada nilai yang sangat tinggi (peristiwa litar terbuka). MPP ialah titik operasi di mana V x I mencapai nilai maksimumnya dan pada keamatan pencahayaan ini Kuasa maksimum boleh dicapai. Kuasa keluaran apabila kejadian litar pintas (voltan PV sama dengan sifar) atau litar terbuka (arus PV sama dengan sifar) berlaku ialah sifar.

Sel suria silikon monohablur berkualiti tinggi menghasilkan voltan litar terbuka 0.60 volt pada suhu 25°C. Dengan cahaya matahari penuh dan suhu udara 25°C, suhu sel tertentu mungkin hampir 45°C, yang akan mengurangkan voltan litar terbuka kepada kira-kira 0.55V. Apabila suhu meningkat, voltan litar terbuka terus berkurangan sehingga litar pintas Modul PV.

Kuasa maksimum pada suhu bateri 45°C biasanya dihasilkan pada voltan litar terbuka 80% dan arus litar pintas 90%. Arus litar pintas bateri adalah hampir berkadar dengan pencahayaan, dan voltan litar terbuka hanya boleh berkurangan sebanyak 10% apabila pencahayaan dikurangkan sebanyak 80%. Bateri berkualiti rendah akan mengurangkan voltan dengan lebih cepat apabila arus meningkat, sekali gus mengurangkan kuasa yang ada. Keluaran menurun daripada 70% kepada 50%, malah hanya 25%.

Penyongsang mikro solar mesti memastikan bahawa modul PV beroperasi di MPP pada bila-bila masa supaya tenaga maksimum boleh diperoleh daripada modul PV. Ini boleh dicapai menggunakan gelung kawalan titik kuasa maksimum, juga dikenali sebagai Penjejak Titik Kuasa Maksimum (MPPT). Mencapai nisbah penjejakan MPP yang tinggi juga memerlukan riak voltan keluaran PV cukup kecil supaya arus PV tidak terlalu banyak berubah apabila beroperasi berhampiran titik kuasa maksimum.

Julat voltan MPP modul PV biasanya boleh ditakrifkan dalam julat 25V hingga 45V, dengan penjanaan kuasa lebih kurang 250W dan voltan litar terbuka di bawah 50V.

Penggunaan dan penyelenggaraan:

guna

1. Sambung dan pasang peralatan dengan ketat mengikut keperluan arahan operasi dan penyelenggaraan penyongsang. Semasa pemasangan, anda perlu menyemak dengan teliti: sama ada diameter wayar memenuhi keperluan; sama ada komponen dan terminal longgar semasa pengangkutan; sama ada bahagian terlindung terlindung dengan baik; sama ada pembumian sistem memenuhi peraturan.

2. Inverter hendaklah dikendalikan dan digunakan dengan ketat mengikut arahan penggunaan dan penyelenggaraan. Khususnya: sebelum menghidupkan mesin, perhatikan sama ada voltan masukan adalah normal; semasa operasi, perhatikan sama ada urutan menghidupkan dan mematikan mesin adalah betul, dan sama ada petunjuk setiap meter dan lampu penunjuk adalah normal.

3. Penyongsang secara amnya mempunyai perlindungan automatik untuk kerosakan litar, arus lebih, voltan lampau, terlalu panas dan item lain, jadi apabila fenomena ini berlaku, tidak perlu ditutup secara manual; titik perlindungan perlindungan automatik biasanya ditetapkan di kilang, dan tidak perlu Laraskan lagi.

4. Terdapat voltan tinggi dalam kabinet penyongsang. Operator biasanya tidak dibenarkan membuka pintu kabinet, dan pintu kabinet harus dikunci pada waktu biasa.

5. Apabila suhu bilik melebihi 30°C, pelesapan haba dan langkah penyejukan hendaklah diambil untuk mengelakkan kegagalan peralatan dan memanjangkan hayat perkhidmatan peralatan.

Penyelenggaraan dan pemeriksaan

1. Periksa dengan kerap sama ada pendawaian setiap bahagian penyongsang adalah kukuh dan sama ada terdapat sebarang kelonggaran. Khususnya, kipas, modul kuasa, terminal input, terminal output dan pembumian hendaklah diperiksa dengan teliti.

2. Sebaik sahaja penggera dimatikan, ia tidak dibenarkan dihidupkan serta-merta. Puncanya harus diketahui dan diperbaiki sebelum memulakan. Pemeriksaan hendaklah dijalankan dengan ketat mengikut langkah-langkah yang dinyatakan dalam manual penyelenggaraan penyongsang.

3. Operator mesti menerima latihan khas dan dapat menentukan punca kerosakan am dan menghapuskannya, seperti mahir menggantikan fius, komponen, dan papan litar yang rosak. Kakitangan yang tidak terlatih tidak dibenarkan mengendalikan peralatan.

4. Jika berlaku kemalangan yang sukar untuk dihapuskan atau punca kemalangan tidak jelas, rekod terperinci kemalangan perlu disimpan dan pengeluar penyongsang harus dimaklumkan tepat pada masanya untuk penyelesaian.