Hyrje në enciklopedi në inverterët diellorë

Inverter , i njohur gjithashtu si rregullator i energjisë dhe rregullator i energjisë, është një pjesë thelbësore e sistemit fotovoltaik. Funksioni kryesor i inverterit fotovoltaik është të konvertojë energjinë DC të gjeneruar nga panelet diellore në energji AC të përdorur nga pajisjet shtëpiake. E gjithë energjia elektrike e prodhuar nga panelet diellore duhet të përpunohet nga inverteri përpara se të mund të dalë në botën e jashtme. [1] Nëpërmjet qarkut të urës së plotë, procesori SPWM përdoret përgjithësisht për t'iu nënshtruar modulimit, filtrimit, rritjes së tensionit, etj. për të marrë fuqi AC sinusoidale që përputhet me frekuencën e ngarkesës së ndriçimit, tensionin nominal, etj. për përdoruesit fundorë të sistemit. Me një inverter, një bateri DC mund të përdoret për të siguruar energji AC për pajisjet.

Prezantimi:

Sistemi i gjenerimit të energjisë diellore AC përbëhet nga panele diellore, kontrollues i ngarkimit, inverter dhe bateri; sistemi i prodhimit të energjisë diellore DC nuk përfshin inverter. Procesi i konvertimit të energjisë AC në energji DC quhet korrigjimi, qarku që përfundon funksionin e korrigjimit quhet qark ndreqës dhe pajisja që zbaton procesin e korrigjimit quhet pajisje ndreqëse ose ndreqës. Përkatësisht, procesi i konvertimit të fuqisë DC në energji AC quhet inverter, qarku që plotëson funksionin e inverterit quhet qark inverter dhe pajisja që zbaton procesin e inverterit quhet pajisje inverter ose inverter.

Bërthama e pajisjes së inverterit është qarku i ndërprerësit të inverterit, i referuar si qark i inverterit. Ky qark përfundon funksionin e inverterit duke ndezur dhe fikur çelësin elektronik të energjisë. Ndërrimi i pajisjeve komutuese elektronike të energjisë kërkon impulse të caktuara lëvizëse dhe këto impulse mund të rregullohen duke ndryshuar një sinjal tensioni. Qarku që gjeneron dhe rregullon pulset shpesh quhet qark kontrolli ose qark kontrolli. Struktura bazë e pajisjes së inverterit përfshin, përveç qarkut të sipërpërmendur dhe qarkut të kontrollit të inverterit, një qark mbrojtës, një qark daljeje, një qark hyrës, një qark daljeje, etj.

Karakteristikat:

Për shkak të diversitetit të ndërtesave, në mënyrë të pashmangshme do të çojë në diversitetin e instalimeve të paneleve diellore. Për të maksimizuar efikasitetin e konvertimit të energjisë diellore duke marrë parasysh pamjen e bukur të ndërtesës, kjo kërkon diversifikimin e inverterëve tanë për të arritur mënyrën më të mirë të energjisë diellore. Konverto.

Inversion i centralizuar

Inverteri i centralizuar përdoret përgjithësisht në sistemet e stacioneve të mëdha të energjisë fotovoltaike (>10 kW). Shumë vargje paralele fotovoltaike janë të lidhura me hyrjen DC të të njëjtit inverter të centralizuar. Në përgjithësi, modulet trefazore të energjisë IGBT përdoren për fuqi të lartë. Më të voglat përdorin transistorë me efekt në terren dhe përdorin kontrollues të konvertimit DSP për të përmirësuar cilësinë e fuqisë së gjeneruar në mënyrë që të jetë shumë afër një rryme të valës sinus. Karakteristika më e madhe është fuqia e lartë dhe kostoja e ulët e sistemit. Megjithatë, efikasiteti dhe kapaciteti i prodhimit elektrik të të gjithë sistemit fotovoltaik ndikohen nga përputhja e vargjeve fotovoltaike dhe hijet e pjesshme. Në të njëjtën kohë, besueshmëria e prodhimit të energjisë së të gjithë sistemit fotovoltaik ndikohet nga statusi i dobët i punës së një grupi të caktuar njësi fotovoltaike. Drejtimet më të fundit të kërkimit janë përdorimi i kontrollit të modulimit të vektorit hapësinor dhe zhvillimi i lidhjeve të reja të topologjisë së inverterit për të marrë efikasitet të lartë në kushte të ngarkesës së pjesshme. Në inverterin e centralizuar SolarMax, një kuti ndërfaqe me grup fotovoltaik mund të bashkëngjitet për të monitoruar çdo varg panelesh vela fotovoltaike. Nëse një nga vargjet nuk funksionon siç duhet, sistemi do t'i transmetohet telekomandës informacioni dhe ky varg mund të ndalet përmes telekomandës, në mënyrë që dështimi i një vargu fotovoltaik të mos reduktojë ose të ndikojë në punën dhe prodhimin e energjisë. të gjithë sistemit fotovoltaik.

Inverter i vargut

Invertorët e vargut janë bërë invertorët më të njohur në tregun ndërkombëtar. Inverteri i vargut bazohet në konceptin modular. Çdo varg fotovoltaik (1kW-5kW) kalon nëpër një inverter, ka gjurmimin maksimal të fuqisë në skajin DC dhe është i lidhur paralelisht me rrjetin në fundin AC. Shumë termocentrale të mëdha fotovoltaike përdorin inverterë me fije. Avantazhi është se nuk ndikohet nga dallimet e moduleve dhe hijet midis vargjeve, dhe në të njëjtën kohë zvogëlon pikën optimale të funksionimit të moduleve fotovoltaike.

Mospërputhja me inverterin, duke rritur kështu prodhimin e energjisë. Këto avantazhe teknike jo vetëm që reduktojnë kostot e sistemit, por gjithashtu rrisin besueshmërinë e sistemit. Në të njëjtën kohë, koncepti "master-slave" futet midis vargjeve, kështu që kur fuqia e një vargu të vetëm në sistem nuk mund të bëjë që një inverter i vetëm të funksionojë, disa grupe vargjesh fotovoltaike mund të lidhen së bashku për të lejuar një ose disa prej tyre për të punuar. , duke prodhuar më shumë energji elektrike. Koncepti i fundit është që disa inverterë formojnë një "ekip" me njëri-tjetrin për të zëvendësuar konceptin "master-slave", duke e bërë sistemin më të besueshëm.

Inverter me shumë vargje

Inverteri me shumë tela merr avantazhet e inverterit të centralizuar dhe inverterit të vargjeve, shmang disavantazhet e tyre dhe mund të aplikohet në stacionet e energjisë fotovoltaike me disa kilovat. Në inverterin me shumë vargje, përfshihen gjurmime të ndryshme individuale të pikut të fuqisë dhe konvertues DC-në-DC. DC konvertohet në energji AC përmes një inverter të përbashkët DC-në-AC dhe lidhet me rrjetin. Vlerësime të ndryshme të vargjeve fotovoltaike (p.sh. fuqi nominale të ndryshme, numër i ndryshëm modulesh për varg, prodhues të ndryshëm modulesh, etj.), madhësi të ndryshme ose teknologji të ndryshme të moduleve fotovoltaike, orientime të ndryshme të vargjeve (p.sh.: lindje, jug dhe perëndim) , kënde të ndryshme të pjerrësisë ose hije, mund të lidhen me një inverter të përbashkët, me secilin varg që funksionon në pikën e tij maksimale të fuqisë përkatëse. Në të njëjtën kohë, gjatësia e kabllit DC zvogëlohet, duke minimizuar efektin e hijes midis vargjeve dhe humbjen e shkaktuar nga ndryshimet midis vargjeve.

Inverter i komponentit

Inverteri i modulit lidh çdo modul fotovoltaik me një inverter dhe çdo modul ka një gjurmim të pavarur maksimal të fuqisë, në mënyrë që moduli dhe inverteri të bashkëpunojnë më mirë. Zakonisht përdoret në stacionet e energjisë fotovoltaike 50W deri në 400W, efikasiteti total është më i ulët se ai i inverterëve të vargut. Meqenëse ato janë të lidhura paralelisht në anën AC, kjo rrit kompleksitetin e instalimeve elektrike në anën AC dhe e bën të vështirë mirëmbajtjen. Një tjetër gjë që duhet zgjidhur është se si të lidheni me rrjetin në mënyrë më efektive. Mënyra e thjeshtë është lidhja me rrjetin direkt përmes prizave të zakonshme AC, gjë që mund të zvogëlojë kostot dhe instalimin e pajisjeve, por shpesh standardet e sigurisë së rrjetit të energjisë në vende të ndryshme mund të mos e lejojnë këtë. Duke vepruar kështu, kompania e energjisë mund të kundërshtojë lidhjen e drejtpërdrejtë të pajisjes gjeneruese me një prizë të zakonshme shtëpiake. Një faktor tjetër i lidhur me sigurinë është nëse kërkohet një transformator izolues (frekuencë e lartë ose frekuencë e ulët) ose nëse lejohet një inverter pa transformator. Ky inverter përdoret më gjerësisht në muret e perdes së qelqit.

Efikasiteti i inverterit diellor

Efikasiteti i invertorëve diellorë i referohet tregut në rritje të invertorëve diellorë (invertorët fotovoltaikë) për shkak të kërkesës për energji të rinovueshme. Dhe këta inverterë kërkojnë efikasitet dhe besueshmëri jashtëzakonisht të lartë. Qarqet e fuqisë të përdorura në këta inverter janë ekzaminuar dhe rekomandohen zgjedhjet më të mira për pajisjet komutuese dhe ndreqëse. Struktura e përgjithshme e një inverteri fotovoltaik është paraqitur në figurën 1. Ekzistojnë tre inverterë të ndryshëm për të zgjedhur. Drita e diellit shkëlqen në modulet diellore të lidhura në seri dhe çdo modul përmban një grup njësish të qelizave diellore të lidhura në seri. Tensioni i rrymës direkte (DC) i gjeneruar nga modulet diellore është i rendit disa qindra volt, në varësi të kushteve të ndriçimit të grupit të moduleve, temperaturës së qelizave dhe numrit të moduleve të lidhura në seri.

Funksioni kryesor i këtij lloji të inverterit është shndërrimi i tensionit DC të hyrjes në një vlerë të qëndrueshme. Ky funksion zbatohet përmes një konverteri përforcues dhe kërkon një ndërprerës përforcues dhe një diodë përforcuese. Në arkitekturën e parë, faza e rritjes ndiqet nga një konvertues i izoluar me urë të plotë. Qëllimi i transformatorit të urës së plotë është të sigurojë izolim. Konvertuesi i dytë me urë të plotë në dalje përdoret për të kthyer DC-në nga konverteri i urës së plotë të fazës së parë në tension të rrymës alternative (AC). Dalja e tij filtrohet përpara se të lidhet me rrjetin e rrjetit AC nëpërmjet një ndërprerës shtesë rele me kontakt të dyfishtë, në mënyrë që të sigurojë izolim të sigurt në rast defekti dhe izolim nga rrjeti i furnizimit gjatë natës. Struktura e dytë është një skemë jo e izoluar. Midis tyre, voltazhi AC gjenerohet drejtpërdrejt nga dalja e tensionit DC nga faza e rritjes. Struktura e tretë përdor një topologji inovative të çelsave të energjisë dhe diodave të energjisë për të integruar funksionet e pjesëve të gjenerimit të fuqisë dhe AC në një topologji të dedikuar, duke e bërë inverterin sa më efikas, pavarësisht efikasitetit shumë të ulët të konvertimit të panelit diellor. Afër 100% por shumë e rëndësishme. Në Gjermani, një modul i serisë 3kW i instaluar në një çati me pamje nga jugu pritet të gjenerojë 2550 kWh në vit. Nëse efikasiteti i inverterit rritet nga 95% në 96%, çdo vit mund të gjenerohen 25 kWh energji elektrike shtesë. Kostoja e përdorimit të moduleve diellore shtesë për të gjeneruar këtë 25 kWh është e barabartë me shtimin e një inverteri. Meqenëse rritja e efikasitetit nga 95% në 96% nuk ​​do të dyfishojë koston e inverterit, investimi në një inverter më efikas është një zgjedhje e pashmangshme. Për modelet e reja, rritja e efikasitetit të inverterit në mënyrën më ekonomike është një kriter kyç i projektimit. Sa i përket besueshmërisë dhe kostos së inverterit, ato janë dy kritere të tjera të projektimit. Efikasiteti më i lartë redukton luhatjet e temperaturës gjatë ciklit të ngarkesës, duke përmirësuar kështu besueshmërinë, kështu që këto udhëzime janë në të vërtetë të lidhura. Përdorimi i moduleve do të rrisë gjithashtu besueshmërinë.

Ndërprerës dhe diodë përforcuese

Të gjitha topologjitë e paraqitura kërkojnë ndërprerës të shpejtë të rrymës. Faza e rritjes dhe faza e konvertimit me urë të plotë kërkojnë dioda me ndërrim të shpejtë. Përveç kësaj, çelësat e optimizuar për ndërrim me frekuencë të ulët (100Hz) janë gjithashtu të dobishëm për këto topologji. Për çdo teknologji të caktuar të silikonit, çelësat e optimizuar për ndërrim të shpejtë do të kenë humbje më të larta përçueshmërie sesa çelësat e optimizuar për aplikacionet e komutimit me frekuencë të ulët.

Faza e rritjes është projektuar në përgjithësi si një konvertues i mënyrës së vazhdueshme të rrymës. Në varësi të numrit të moduleve diellore në grupin e përdorur në inverter, mund të zgjidhni nëse do të përdorni pajisje 600V ose 1200V. Dy zgjedhje për çelsat e rrymës janë MOSFET dhe IGBT. Në përgjithësi, MOSFET-ët mund të funksionojnë në frekuenca më të larta të ndërrimit sesa IGBT-të. Për më tepër, ndikimi i diodës së trupit duhet të merret gjithmonë parasysh: në rastin e fazës së rritjes, ky nuk është problem pasi dioda e trupit nuk përçohet në modalitetin normal të funksionimit. Humbjet e përçueshmërisë së MOSFET mund të llogariten nga RDS(ON) e rezistencës, e cila është në përpjesëtim me sipërfaqen efektive të kaldajës për një familje të caktuar MOSFET. Kur voltazhi nominal ndryshon nga 600V në 1200V, humbjet e përcjelljes së MOSFET do të rriten shumë. Prandaj, edhe nëse RDS(ON) e vlerësuar është ekuivalente, MOSFET 1200V nuk është i disponueshëm ose çmimi është shumë i lartë.

Për çelsat përforcuese të vlerësuar në 600 V, mund të përdoren MOSFET superbashkues. Për aplikimet e komutimit me frekuencë të lartë, kjo teknologji ka humbjet më të mira të përcjelljes. MOSFET me vlera RDS(ON) nën 100 miliohm në paketat TO-220 dhe MOSFET me vlera RDS(ON) nën 50 miliohm në paketat TO-247. Për invertorët diellorë që kërkojnë ndërrim të energjisë 1200V, IGBT është zgjidhja e duhur. Teknologjitë më të avancuara IGBT, të tilla si NPT Trench dhe NPT Field Stop, janë optimizuar për të reduktuar humbjet e përcjelljes, por në kurriz të humbjeve më të larta të ndërrimit, gjë që i bën ato më pak të përshtatshme për aplikime përforcuese në frekuenca të larta.

Bazuar në teknologjinë e vjetër planare NPT, u zhvillua një pajisje FGL40N120AND që mund të përmirësojë efikasitetin e qarkut të rritjes me frekuencë të lartë komutimi. Ka një EOFF prej 43uJ/A. Krahasuar me pajisjet e teknologjisë më të avancuar, EOFF është 80uJ/A, por duhet të merret. Ky lloj i performancës është shumë i vështirë. Disavantazhi i pajisjes FGL40N120AND është se rënia e tensionit të ngopjes VCE(SAT) (3.0V kundrejt 2.1V në 125ºC) është e lartë, por humbjet e tij të ulëta të komutimit në frekuencat e larta të ndërrimit të nxitjes më shumë sesa e kompensojnë këtë. Pajisja gjithashtu integron një diodë anti-paralele. Nën funksionimin normal të rritjes, kjo diodë nuk do të përçojë. Megjithatë, gjatë fillimit ose gjatë kushteve kalimtare, është e mundur që qarku i shtytjes të futet në modalitetin aktiv, në të cilin rast dioda anti-paralele do të përçojë. Meqenëse vetë IGBT nuk ka një diodë trupore të natyrshme, kjo diodë e bashkë-paketuar kërkohet për të siguruar funksionim të besueshëm. Për diodat përforcuese, kërkohen dioda rikuperimi të shpejtë si Stealth™ ose diodat e silikonit të karbonit. Diodat karbon-silikon kanë tension përpara dhe humbje shumë të ulëta. Kur zgjidhni një diodë përforcuese, duhet të merret parasysh efekti i rrymës së rikuperimit të kundërt (ose kapaciteti i kryqëzimit të një diode karbon-silikoni) në çelësin e rritjes, pasi kjo do të rezultojë në humbje shtesë. Këtu, dioda e sapolançuar Stealth II FFP08S60S mund të sigurojë performancë më të lartë. Kur VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us dhe temperatura e kasës është 100ºC, humbja e llogaritur e ndërrimit është më e ulët se parametri FFP08S60S prej 205mJ. Duke përdorur diodën ISL9R860P2 Stealth, kjo vlerë arrin 225 mJ. Prandaj, kjo gjithashtu përmirëson efikasitetin e inverterit në frekuenca të larta të ndërrimit.

Çelësat e urës dhe diodat

Pas filtrimit me urë të plotë MOSFET, ura dalëse gjeneron një tension sinusoidal dhe sinjal rrymë 50 Hz. Një zbatim i zakonshëm është përdorimi i një arkitekture standarde me urë të plotë (Figura 2). Në figurë, nëse çelsat në pjesën e sipërme të majtë dhe të poshtme të djathtë janë të ndezur, një tension pozitiv ngarkohet midis terminaleve të majtë dhe të djathtë; nëse çelsat në pjesën e sipërme të djathtë dhe të poshtme majtas janë të ndezur, një tension negativ ngarkohet midis terminaleve të majtë dhe të djathtë. Për këtë aplikacion, vetëm një çelës është i ndezur gjatë një periudhe të caktuar kohe. Njëri ndërprerës mund të kalojë në frekuencë të lartë PWM dhe tjetri në frekuencë të ulët 50Hz. Meqenëse qarku i bootstrap-it mbështetet në konvertimin e pajisjeve të nivelit të ulët, pajisjet e nivelit të ulët kalojnë në frekuencë të lartë PWM, ndërsa pajisjet e nivelit të lartë kalohen në frekuencë të ulët 50 Hz. Ky aplikacion përdor një çelës energjie 600 V, kështu që MOSFET superbashkimi 600 V është shumë i përshtatshëm për këtë pajisje komutuese me shpejtësi të lartë. Për shkak se këto pajisje komutuese do t'i rezistojnë rrymës së plotë të rikuperimit të kundërt të pajisjeve të tjera kur çelësi është i ndezur, pajisjet e superbashkimit me rikuperim të shpejtë si 600V FCH47N60F janë zgjedhje ideale. RDS(ON) e tij është 73 miliohm dhe humbja e përçueshmërisë është shumë e ulët në krahasim me pajisjet e tjera të ngjashme të rikuperimit të shpejtë. Kur kjo pajisje konvertohet në 50 Hz, nuk ka nevojë të përdoret veçoria e rikuperimit të shpejtë. Këto pajisje kanë karakteristika të shkëlqyera dv/dt dhe di/dt, gjë që përmirëson besueshmërinë e sistemit në krahasim me MOSFET-at standarde të superbashkimit.

Një opsion tjetër që ia vlen të eksplorohet është përdorimi i pajisjes FGH30N60LSD. Është një IGBT 30A/600V me një tension ngopjeje VCE(SAT) prej vetëm 1.1V. Humbja e tij e fikjes EOFF është shumë e lartë, duke arritur 10 mJ, kështu që është i përshtatshëm vetëm për konvertim me frekuencë të ulët. Një MOSFET 50 miliohm ka një RDS (ON) me rezistencë prej 100 miliohm në temperaturën e funksionimit. Prandaj, në 11A, ka të njëjtën VDS si VCE(SAT) e IGBT. Meqenëse ky IGBT bazohet në teknologjinë më të vjetër të ndarjes, VCE (SAT) nuk ndryshon shumë me temperaturën. Prandaj, ky IGBT redukton humbjet e përgjithshme në urën e daljes, duke rritur kështu efikasitetin e përgjithshëm të inverterit. Fakti që FGH30N60LSD IGBT kalon nga një teknologji e konvertimit të energjisë në një topologji tjetër të dedikuar çdo gjysmë cikli është gjithashtu i dobishëm. IGBT-të përdoren këtu si ndërprerës topologjikë. Për ndërrim më të shpejtë, përdoren pajisje konvencionale dhe rikuperuese të shpejtë. Për topologjinë e dedikuar 1200V dhe strukturën me urë të plotë, FGL40N120AND i lartpërmendur është një ndërprerës që është shumë i përshtatshëm për invertorët e rinj diellorë me frekuencë të lartë. Kur teknologjitë e specializuara kërkojnë dioda, diodat Stealth II, Hyperfast™ II dhe diodat karbon-silikon janë zgjidhje të shkëlqyera.

funksioni:

Inverteri jo vetëm që ka funksionin e konvertimit DC në AC, por ka edhe funksionin e maksimizimit të performancës së qelizave diellore dhe funksionin e mbrojtjes së gabimeve të sistemit. Në përmbledhje, ekzistojnë funksione automatike të funksionimit dhe mbylljes, funksioni i kontrollit të përcjelljes së fuqisë maksimale, funksioni i pavarur i parandalimit të funksionimit (për sistemet e lidhura me rrjetin), funksioni i rregullimit automatik të tensionit (për sistemet e lidhura me rrjetin), funksioni i zbulimit DC (për sistemet e lidhura me rrjetin ), dhe zbulimi i tokës DC. Funksioni (për sistemet e lidhura me rrjetin). Këtu është një hyrje e shkurtër e funksioneve të funksionimit dhe mbylljes automatike dhe funksionit të kontrollit të përcjelljes së fuqisë maksimale.

Funksioni i funksionimit automatik dhe i fikjes: Pas lindjes së diellit në mëngjes, intensiteti i rrezatimit diellor rritet gradualisht dhe rritet edhe prodhimi i qelizës diellore. Kur arrihet fuqia dalëse e kërkuar për funksionimin e inverterit, inverteri fillon automatikisht të funksionojë. Pas hyrjes në punë, inverteri do të monitorojë gjithmonë daljen e moduleve të qelizave diellore. Për sa kohë që fuqia dalëse e moduleve të qelizave diellore është më e madhe se fuqia dalëse e kërkuar për detyrën e inverterit, inverteri do të vazhdojë të funksionojë; do të ndalojë deri në perëndim të diellit, edhe nëse inverteri mund të funksionojë edhe në ditë me shi. Kur dalja e modulit diellor bëhet më e vogël dhe dalja e inverterit i afrohet 0, inverteri hyn në gjendje gatishmërie.

Funksioni i kontrollit të përcjelljes së fuqisë maksimale: Dalja e modulit të qelizave diellore ndryshon me intensitetin e rrezatimit diellor dhe temperaturën e vetë modulit të qelizës diellore (temperatura e çipit). Përveç kësaj, për shkak se modulet e qelizave diellore kanë karakteristikën që voltazhi zvogëlohet me rritjen e rrymës, ekziston një pikë funksionimi optimale që mund të marrë fuqinë maksimale. Intensiteti i rrezatimit diellor po ndryshon, dhe padyshim po ndryshon edhe pika optimale e punës. Lidhur me këto ndryshime, pika e punës e modulit të qelizave diellore mbahet gjithmonë në pikën maksimale të fuqisë dhe sistemi gjithmonë merr fuqinë maksimale të daljes nga moduli i qelizës diellore. Ky lloj kontrolli është kontrolli i përcjelljes së fuqisë maksimale. Karakteristika më e madhe e invertorëve të përdorur në sistemet e prodhimit të energjisë diellore është se ato përfshijnë funksionin e gjurmimit të pikës maksimale të fuqisë (MPPT).

lloji

Klasifikimi i fushës së aplikimit

(1) Inverter i zakonshëm

Hyrja DC 12V ose 24V, AC 220V, dalje 50Hz, fuqia nga 75W në 5000W, disa modele kanë konvertim AC dhe DC, domethënë funksion UPS.

(2) Makinë me inverter/karikues të gjitha-në-një

Në këtë lloj inverteri, përdoruesit mund të përdorin forma të ndryshme të energjisë për të fuqizuar ngarkesat AC: kur ka energji AC, energjia AC përdoret për të fuqizuar ngarkesën përmes inverterit ose për të ngarkuar baterinë; kur nuk ka energji AC, bateria përdoret për të fuqizuar ngarkesën AC. . Mund të përdoret në lidhje me burime të ndryshme energjie: bateri, gjeneratorë, panele diellore dhe turbina me erë.

(3) Inverter special për postë dhe telekomunikacion

Siguroni inverterë 48 V të cilësisë së lartë për shërbimet postare dhe telekomunikuese. Produktet janë të cilësisë së mirë, besueshmërisë së lartë, inverterëve modularë (moduli është 1KW), kanë funksion të tepricës N+1 dhe mund të zgjerohen (fuqia nga 2KW në 20KW). ).

(4) Inverter special për aviacionin dhe ushtrinë

Ky lloj inverteri ka një hyrje 28 Vdc dhe mund të sigurojë daljet e mëposhtme AC: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Frekuenca e daljes së tij mund të jetë: 50Hz, 60Hz dhe 400Hz, dhe fuqia e daljes varion nga 30VA në 3500VA. Ekzistojnë gjithashtu konvertues DC-DC dhe konvertues të frekuencës të dedikuar për aviacionin.

Klasifikimi i formës valore të daljes

(1) Inverter me valë katrore

Dalja e formës valore të tensionit AC nga inverteri i valës katrore është një valë katrore. Qarqet e inverterit të përdorura nga ky lloj inverteri nuk janë saktësisht të njëjta, por tipari i përbashkët është se qarku është relativisht i thjeshtë dhe numri i tubave të ndërprerësve të energjisë që përdoren është i vogël. Fuqia e projektimit është përgjithësisht midis njëqind vat dhe një kilovat. Përparësitë e inverterit me valë katrore janë: qark i thjeshtë, çmim i lirë dhe mirëmbajtje e lehtë. Disavantazhi është se tensioni i valës katrore përmban një numër të madh harmonikash të rendit të lartë, të cilat do të prodhojnë humbje shtesë në pajisjet e ngarkesës me induktorë ose transformatorë me bërthamë hekuri, duke shkaktuar ndërhyrje në radio dhe disa pajisje komunikimi. Përveç kësaj, ky lloj inverteri ka mangësi të tilla si diapazoni i pamjaftueshëm i rregullimit të tensionit, funksioni jo i plotë i mbrojtjes dhe zhurma relativisht e lartë.

(2) Inverter i valës së shkallës

Dalja e formës valore të tensionit AC nga ky lloj inverter është një valë hapëse. Ka shumë linja të ndryshme për inverterin për të realizuar daljen e valës së hapit dhe numri i hapave në formën e valës së daljes ndryshon shumë. Avantazhi i inverterit të valës së hapit është se forma e valës së daljes është përmirësuar ndjeshëm në krahasim me valën katrore dhe përmbajtja harmonike e rendit të lartë është zvogëluar. Kur hapat arrijnë më shumë se 17, forma e valës së daljes mund të arrijë një valë kuazi-sinusoidale. Kur përdoret prodhimi pa transformator, efikasiteti i përgjithshëm është shumë i lartë. Disavantazhi është se qarku i mbivendosjes së valëve të shkallëve përdor shumë tuba ndërprerës të energjisë dhe disa nga format e qarkut kërkojnë grupe të shumta të hyrjeve të energjisë DC. Kjo sjell telashe në grupimin dhe instalimet elektrike të grupeve të qelizave diellore dhe karikimin e balancuar të baterive. Përveç kësaj, tensioni i valës së shkallëve ka ende disa ndërhyrje me frekuencë të lartë në radio dhe disa pajisje komunikimi.

Inverter i valëve sinus

Dalja e formës valore të tensionit AC nga inverteri i valës sinus është një valë sinus. Përparësitë e inverterit të valëve sinus janë se ai ka një formë të mirë valore dalëse, shtrembërim shumë të ulët, pak ndërhyrje në radio dhe pajisje dhe zhurmë të ulët. Përveç kësaj, ka funksione të plota mbrojtëse dhe efikasitet të lartë të përgjithshëm. Disavantazhet janë: qarku është relativisht kompleks, kërkon teknologji të lartë të mirëmbajtjes dhe është i shtrenjtë.

Klasifikimi i tre llojeve të inverterëve të mësipërm është i dobishëm për projektuesit dhe përdoruesit e sistemeve fotovoltaike dhe sistemeve të energjisë së erës për të identifikuar dhe përzgjedhur invertorët. Në fakt, invertorët me të njëjtën formë valore kanë ende dallime të mëdha në parimet e qarkut, pajisjet e përdorura, metodat e kontrollit, etj.

Metoda të tjera klasifikimi

1. Sipas frekuencës së fuqisë AC dalëse, mund të ndahet në inverter të frekuencës së energjisë, inverter me frekuencë të mesme dhe inverter me frekuencë të lartë. Frekuenca e inverterit të frekuencës së fuqisë është 50 deri në 60 Hz; frekuenca e inverterit me frekuencë të mesme është përgjithësisht 400Hz në më shumë se dhjetë kHz; frekuenca e inverterit me frekuencë të lartë është përgjithësisht më shumë se dhjetë kHz në MHz.

2. Sipas numrit të fazave që dalin nga inverteri, ai mund të ndahet në inverter njëfazor, inverter trefazor dhe inverter shumëfazor.

3. Sipas destinacionit të fuqisë dalëse të inverterit, mund të ndahet në inverter aktiv dhe inverter pasiv. Çdo inverter që transmeton prodhimin e energjisë elektrike nga inverteri në rrjetin e energjisë industriale quhet inverter aktiv; çdo inverter që transmeton prodhimin e energjisë elektrike nga inverteri në një ngarkesë elektrike quhet inverter pasiv. pajisje.

4. Sipas formës së qarkut kryesor të inverterit, ai mund të ndahet në inverter me një fund, inverter push-tërheqës, inverter gjysmë urë dhe inverter me urë të plotë.

5. Sipas llojit të pajisjes kryesore komutuese të inverterit, mund të ndahet në inverter tiristor, inverter transistor, inverter me efekt në terren dhe inverter i tranzitorit bipolar të portës së izoluar (IGBT). Mund të ndahet në dy kategori: inverter "gjysmë i kontrolluar" dhe inverter "plotësisht i kontrolluar". I pari nuk ka aftësinë të fiket vetë, dhe komponenti humb funksionin e tij të kontrollit pasi ndizet, ndaj quhet "gjysmë i kontrolluar" dhe tiristorët e zakonshëm bëjnë pjesë në këtë kategori; kjo e fundit ka aftësinë të fiket vetë, domethënë nuk ka pajisje Ndezja dhe fikja mund të kontrollohet nga elektroda e kontrollit, ndaj quhet "lloji plotësisht i kontrolluar". Transistorët me efekt të fushës së fuqisë dhe transistorët me dy fuqi të portës së izoluar (IGBT) i përkasin të gjithë kësaj kategorie.

6. Sipas furnizimit me energji DC, mund të ndahet në inverterin e burimit të tensionit (VSI) dhe inverterin e burimit aktual (CSI). Në të parën, voltazhi DC është pothuajse konstant, dhe tensioni i daljes është një valë katrore alternative; në këtë të fundit, rryma DC është pothuajse konstante, dhe rryma e daljes është një valë katrore alternative.

7. Sipas metodës së kontrollit të inverterit, mund të ndahet në inverter të modulimit të frekuencës (PFM) dhe në inverter të modulimit të gjerësisë së pulsit (PWM).

8. Sipas mënyrës së punës së qarkut të ndërrimit të inverterit, ai mund të ndahet në inverter rezonant, inverter me kalim të fortë me frekuencë fikse dhe inverter kalimi i butë me frekuencë fikse.

9. Sipas metodës së komutimit të inverterit, ai mund të ndahet në inverter me ngarkesë dhe inverter vetëkomutues.

Parametrat e performancës:

Ka shumë parametra dhe kushte teknike që përshkruajnë performancën e një inverteri. Këtu japim vetëm një shpjegim të shkurtër të parametrave teknikë që përdoren zakonisht gjatë vlerësimit të invertorëve.

1. Kushtet mjedisore për përdorimin e inverterit. Kushtet normale të përdorimit të inverterit: lartësia nuk i kalon 1000 m, dhe temperatura e ajrit është 0~+40℃.

2. Kushtet e furnizimit me energji të hyrjes DC, diapazoni i luhatjeve të tensionit DC të hyrjes: ±15% e vlerës së tensionit të vlerësuar të paketës së baterisë.

3. Tensioni nominal i daljes, brenda intervalit të specifikuar të luhatjes së lejuar të tensionit DC në hyrje, përfaqëson vlerën e tensionit nominal që duhet të jetë në gjendje të nxjerrë inverteri. Saktësia e qëndrueshme e vlerës së tensionit të vlerësuar në dalje përgjithësisht ka dispozitat e mëposhtme:

(1) Gjatë funksionimit në gjendje të qëndrueshme, diapazoni i luhatjes së tensionit duhet të jetë i kufizuar, për shembull, devijimi i tij nuk duhet të kalojë ±3% ose ±5% të vlerës së vlerësuar.

(2) Në situata dinamike ku ngarkesa ndryshon papritur ose ndikohet nga faktorë të tjerë interferencë, devijimi i tensionit të daljes nuk duhet të kalojë ±8% ose ±10% të vlerës së vlerësuar.

4. Frekuenca e vlerësuar e prodhimit, frekuenca e tensionit AC të prodhimit të inverterit duhet të jetë një vlerë relativisht e qëndrueshme, zakonisht frekuenca e fuqisë prej 50Hz. Devijimi duhet të jetë brenda ±1% në kushte normale pune.

5. Rryma nominale e daljes (ose kapaciteti nominal i daljes) tregon rrymën nominale të daljes së inverterit brenda intervalit të specifikuar të faktorit të fuqisë së ngarkesës. Disa produkte inverter japin kapacitet të vlerësuar të prodhimit, të shprehur në VA ose kVA. Kapaciteti i vlerësuar i inverterit është kur faktori i fuqisë së daljes është 1 (d.m.th., ngarkesa thjesht rezistente), voltazhi i vlerësuar i daljes është produkti i rrymës nominale të daljes.

6. Efikasiteti i vlerësuar i prodhimit. Efikasiteti i inverterit është raporti i fuqisë së tij dalëse me fuqinë hyrëse në kushte të caktuara pune, i shprehur në %. Efikasiteti i inverterit në kapacitetin nominal të daljes është efikasiteti i ngarkesës së plotë, dhe efikasiteti në 10% të kapacitetit të vlerësuar të prodhimit është efikasitet i ulët i ngarkesës.

7. Përmbajtja maksimale harmonike e inverterit. Për një inverter të valëve sinus, nën ngarkesë rezistente, përmbajtja maksimale harmonike e tensionit të daljes duhet të jetë ≤10%.

8. Kapaciteti i mbingarkesës së inverterit i referohet aftësisë së inverterit për të nxjerrë më shumë se vlera aktuale e vlerësuar në një periudhë të shkurtër kohore në kushte të caktuara. Kapaciteti i mbingarkesës së inverterit duhet të plotësojë disa kërkesa nën faktorin e specifikuar të fuqisë së ngarkesës.

9. Efikasiteti i inverterit është raporti i fuqisë aktive dalëse të inverterit me fuqinë aktive hyrëse (ose fuqinë DC) nën tensionin nominal të daljes, rrymën e daljes dhe faktorin e specifikuar të fuqisë së ngarkesës.

10. Faktori i fuqisë së ngarkesës përfaqëson aftësinë e inverterit për të mbajtur ngarkesa induktive ose kapacitative. Në kushtet e valës sinus, faktori i fuqisë së ngarkesës është 0,7~0,9 (vonesa), dhe vlera e vlerësuar është 0,9.

11. Asimetria e ngarkesës. Nën një ngarkesë asimetrike 10%, asimetria e tensionit të daljes së një inverteri trefazor me frekuencë fikse duhet të jetë ≤10%.

12. Mosbalancimi i tensionit në dalje. Në kushte normale funksionimi, çekuilibri i tensionit trefazor (raporti i komponentit të sekuencës së kundërt me komponentin e sekuencës pozitive) që del nga inverteri nuk duhet të kalojë një vlerë të caktuar, përgjithësisht të shprehur në %, si p.sh. 5 % ose 8%.

13. Karakteristikat e nisjes: Në kushte normale funksionimi, inverteri duhet të jetë në gjendje të fillojë normalisht 5 herë radhazi në kushte funksionimi me ngarkesë të plotë dhe pa ngarkesë.

14. Funksionet e mbrojtjes, inverteri duhet të vendoset: mbrojtja e qarkut të shkurtër, mbrojtja nga mbirryma, mbrojtja nga temperatura e tepërt, mbrojtja nga mbitensioni, mbrojtja nga nëntensioni dhe mbrojtja e humbjes së fazës. Midis tyre, mbrojtja nga mbitensioni nënkupton që për invertorët pa masa stabilizuese të tensionit, duhet të ketë masa mbrojtëse ndaj mbitensionit të daljes për të mbrojtur terminalin negativ nga dëmtimi nga mbitensioni i daljes. Mbrojtja nga mbirryma i referohet mbrojtjes nga mbirryma e inverterit, i cili duhet të jetë në gjendje të sigurojë veprim në kohë kur ngarkesa është në qark të shkurtër ose rryma tejkalon vlerën e lejuar për ta mbrojtur atë nga dëmtimi nga rryma e mbitensionit.

15. Ndërhyrje dhe anti-ndërhyrje, inverteri duhet të jetë në gjendje t'i rezistojë ndërhyrjeve elektromagnetike në mjedisin e përgjithshëm në kushte të caktuara normale të punës. Performanca kundër ndërhyrjes dhe përputhshmëria elektromagnetike e inverterit duhet të jetë në përputhje me standardet përkatëse.

16. Invertorët që nuk operohen, monitorohen dhe mirëmbahen shpesh duhet të jenë ≤95db; invertorët që operohen, monitorohen dhe mirëmbahen shpesh duhet të jenë ≤80db.

17. Ekrani, inverteri duhet të jetë i pajisur me shfaqjen e të dhënave të parametrave të tillë si tensioni i daljes AC, rryma e daljes dhe frekuenca e daljes, si dhe shfaqja e sinjalit të statusit të hyrjes të drejtpërdrejtë, të ndezur dhe të defektit.

18. Funksioni i komunikimit. Funksioni i komunikimit në distancë i lejon përdoruesit të kontrollojnë statusin e funksionimit të makinës dhe të dhënat e ruajtura pa shkuar në sit.

19. Shtrembërimi i formës valore të tensionit në dalje. Kur voltazhi i daljes së inverterit është sinusoidal, duhet të specifikohet shtrembërimi maksimal i lejueshëm i formës së valës (ose përmbajtja harmonike). Zakonisht e shprehur si shtrembërim total i formës valore të tensionit të daljes, vlera e tij nuk duhet të kalojë 5% (10% lejohet për daljen njëfazore).

20. Karakteristikat e nisjes, të cilat karakterizojnë aftësinë e inverterit për të nisur me ngarkesë dhe performancën e tij gjatë funksionimit dinamik. Inverteri duhet të sigurojë nisje të besueshme nën ngarkesën nominale.

21. Zhurma. Transformatorët, induktorët e filtrit, çelsat elektromagnetikë, tifozët dhe komponentët e tjerë në pajisjet elektronike të energjisë, të gjithë prodhojnë zhurmë. Kur inverteri funksionon normalisht, zhurma e tij nuk duhet të kalojë 80 dB dhe zhurma e një inverteri të vogël nuk duhet të kalojë 65 dB.

Karakteristikat e baterisë:

Bateri PV

Për të zhvilluar një sistem inverter diellor, është e rëndësishme që fillimisht të kuptohen karakteristikat e ndryshme të qelizave diellore (qelizat PV). Rp dhe Rs janë rezistenca parazitare, të cilat janë përkatësisht të pafundme dhe zero në rrethana ideale.

Intensiteti i dritës dhe temperatura mund të ndikojnë ndjeshëm në karakteristikat e funksionimit të qelizave PV. Rryma është proporcionale me intensitetin e dritës, por ndryshimet në dritë kanë pak efekt në tensionin e funksionimit. Megjithatë, voltazhi i funksionimit ndikohet nga temperatura. Një rritje në temperaturën e baterisë zvogëlon tensionin e funksionimit, por ka pak efekt në rrymën e gjeneruar. Figura më poshtë ilustron efektet e temperaturës dhe dritës në modulet PV.

Ndryshimet në intensitetin e dritës kanë një ndikim më të madh në fuqinë dalëse të baterisë sesa ndryshimet në temperaturë. Kjo është e vërtetë për të gjitha materialet PV të përdorura zakonisht. Një pasojë e rëndësishme e kombinimit të këtyre dy efekteve është se fuqia e një qelize PV zvogëlohet me uljen e intensitetit të dritës dhe/ose rritjen e temperaturës.

Pika maksimale e fuqisë (MPP)

Qelizat diellore mund të funksionojnë në një gamë të gjerë tensionesh dhe rrymash. MPP përcaktohet duke rritur vazhdimisht ngarkesën rezistente në qelizën e ndriçuar nga zero (ngjarja e qarkut të shkurtër) në një vlerë shumë të lartë (ngjarja e qarkut të hapur). MPP është pika e funksionimit në të cilën V x I arrin vlerën e saj maksimale dhe në këtë intensitet ndriçimi mund të arrihet fuqia maksimale. Fuqia dalëse kur ndodh një qark i shkurtër (tensioni PV është zero) ose qark i hapur (rryma PV është zero) është zero.

Qelizat diellore monokristaline me cilësi të lartë prodhojnë një tension të qarkut të hapur prej 0,60 volt në një temperaturë prej 25°C. Me dritën e plotë të diellit dhe një temperaturë ajri prej 25°C, temperatura e një qelize të caktuar mund të jetë afër 45°C, gjë që do të reduktojë tensionin e qarkut të hapur në rreth 0,55 V. Me rritjen e temperaturës, tensioni i qarkut të hapur vazhdon të ulet deri në qarkun e shkurtër të Modulit PV.

Fuqia maksimale në një temperaturë baterie prej 45°C prodhohet zakonisht me 80% tension të qarkut të hapur dhe 90% rrymë të qarkut të shkurtër. Rryma e qarkut të shkurtër të baterisë është pothuajse proporcionale me ndriçimin, dhe voltazhi i qarkut të hapur mund të ulet vetëm me 10% kur ndriçimi zvogëlohet me 80%. Bateritë me cilësi më të ulët do të ulin tensionin më shpejt kur rritet rryma, duke zvogëluar kështu fuqinë e disponueshme. Prodhimi ra nga 70% në 50%, apo edhe vetëm 25%.

Mikroinverteri diellor duhet të sigurojë që modulet PV të funksionojnë në MPP në çdo kohë të caktuar, në mënyrë që energjia maksimale të mund të merret nga modulet PV. Kjo mund të arrihet duke përdorur një qark kontrolli të pikës maksimale të fuqisë, i njohur gjithashtu si gjurmues i pikës maksimale të fuqisë (MPPT). Arritja e një raporti të lartë të gjurmimit të MPP kërkon gjithashtu që valëzimi i tensionit të daljes PV të jetë mjaft i vogël në mënyrë që rryma PV të mos ndryshojë shumë kur funksionon pranë pikës maksimale të fuqisë.

Gama e tensionit MPP të moduleve PV zakonisht mund të përcaktohet në rangun nga 25 V deri në 45 V, me një gjenerim të energjisë prej afërsisht 250 W dhe një tension të qarkut të hapur nën 50 V.

Përdorimi dhe mirëmbajtja:

përdorni

1. Lidhni dhe instaloni pajisjet në mënyrë rigoroze në përputhje me kërkesat e udhëzimeve të funksionimit dhe mirëmbajtjes së inverterit. Gjatë instalimit, duhet të kontrolloni me kujdes: nëse diametri i telit plotëson kërkesat; nëse komponentët dhe terminalet janë të lirshme gjatë transportit; nëse pjesët e izoluara janë të izoluara mirë; nëse tokëzimi i sistemit i plotëson rregulloret.

2. Inverteri duhet të përdoret dhe përdoret në mënyrë rigoroze në përputhje me udhëzimet për përdorim dhe mirëmbajtje. Në veçanti: përpara se të ndizni makinën, kushtojini vëmendje nëse voltazhi i hyrjes është normal; gjatë funksionimit, kushtojini vëmendje nëse sekuenca e ndezjes dhe fikjes së makinës është e saktë dhe nëse treguesit e secilit metër dhe dritë treguese janë normale.

3. Invertorët përgjithësisht kanë mbrojtje automatike për prishjen e qarkut, mbirrymë, mbitension, mbinxehje dhe sende të tjera, kështu që kur ndodhin këto dukuri, nuk ka nevojë të mbyllet manualisht; Pikat e mbrojtjes së mbrojtjes automatike zakonisht vendosen në fabrikë dhe nuk ka nevojë të rregullohen përsëri.

4. Ka tension të lartë në kabinetin e inverterit. Operatorët në përgjithësi nuk lejohen të hapin derën e kabinetit dhe dera e kabinetit duhet të mbyllet në kohë të zakonshme.

5. Kur temperatura e dhomës kalon 30°C, duhet të merren masa për shpërndarjen e nxehtësisë dhe ftohjen për të parandaluar dështimin e pajisjes dhe për të zgjatur jetën e shërbimit të pajisjes.

Mirëmbajtja dhe inspektimi

1. Kontrolloni rregullisht nëse instalimet elektrike të secilës pjesë të inverterit janë të qëndrueshme dhe nëse ka ndonjë lirim. Në veçanti, ventilatori, moduli i energjisë, terminali i hyrjes, terminali i daljes dhe tokëzimi duhet të kontrollohen me kujdes.

2. Pasi alarmi fiket, nuk lejohet të ndizet menjëherë. Shkaku duhet të zbulohet dhe të riparohet përpara se të filloni. Inspektimi duhet të kryhet në mënyrë rigoroze në përputhje me hapat e specifikuar në manualin e mirëmbajtjes së inverterit.

3. Operatorët duhet të marrin trajnim të posaçëm dhe të jenë në gjendje të përcaktojnë shkaqet e defekteve të përgjithshme dhe t'i eliminojnë ato, të tilla si zëvendësimi me mjeshtëri i siguresave, komponentëve dhe pllakave të qarkut të dëmtuar. Personeli i patrajnuar nuk lejohet të përdorë pajisjet.

4. Nëse ndodh një aksident që është i vështirë për t'u eliminuar ose shkaku i aksidentit është i paqartë, duhet të mbahen shënime të detajuara të aksidentit dhe prodhuesi i inverterit duhet të njoftohet në kohën e duhur për zgjidhje.