บทนำสารานุกรมเกี่ยวกับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

อินเวอร์เตอร์ หรือที่เรียกว่าตัวควบคุมกำลังและตัวควบคุมกำลังเป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือการแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับที่เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านใช้ ไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์จะต้องได้รับการประมวลผลโดยอินเวอร์เตอร์ก่อนจึงจะสามารถส่งออกไปยังโลกภายนอกได้ [1] ผ่านวงจรฟูลบริดจ์ โดยทั่วไปโปรเซสเซอร์ SPWM จะถูกใช้ในการมอดูเลชั่น การกรอง การเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ฯลฯ เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับแบบไซน์ที่ตรงกับความถี่โหลดแสงสว่าง แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ ฯลฯ สำหรับผู้ใช้ปลายทางของระบบ ด้วยอินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ DC สามารถใช้จ่ายไฟ AC ให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้

การแนะนำ:

ระบบผลิตไฟฟ้ากระแสสลับพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ ตัวควบคุมการชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และแบตเตอรี่ ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ DC ไม่รวมอินเวอร์เตอร์ กระบวนการแปลงไฟ AC เป็นไฟ DC เรียกว่าวงจรเรียงกระแส วงจรที่ทำให้ฟังก์ชันการแก้ไขสมบูรณ์เรียกว่าวงจรเรียงกระแส และอุปกรณ์ที่ใช้กระบวนการเรียงกระแสเรียกว่าอุปกรณ์วงจรเรียงกระแสหรือวงจรเรียงกระแส ในทำนองเดียวกัน กระบวนการแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC เรียกว่าอินเวอร์เตอร์ วงจรที่ทำให้ฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์สมบูรณ์เรียกว่าวงจรอินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์ที่ใช้กระบวนการอินเวอร์เตอร์เรียกว่าอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์หรืออินเวอร์เตอร์

แกนหลักของอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์คือวงจรสวิตช์อินเวอร์เตอร์หรือที่เรียกว่าวงจรอินเวอร์เตอร์ วงจรนี้ทำให้ฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์สมบูรณ์โดยการเปิดและปิดสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง การสลับอุปกรณ์สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลังต้องใช้พัลส์การขับเคลื่อนบางอย่าง และพัลส์เหล่านี้อาจปรับได้โดยการเปลี่ยนสัญญาณแรงดันไฟฟ้า วงจรที่สร้างและควบคุมพัลส์มักเรียกว่าวงจรควบคุมหรือลูปควบคุม โครงสร้างพื้นฐานของอุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ยังรวมถึงวงจรอินเวอร์เตอร์และวงจรควบคุมที่กล่าวถึงข้างต้น วงจรป้องกัน วงจรเอาท์พุต วงจรอินพุต วงจรเอาท์พุต ฯลฯ

คุณสมบัติ:

เนื่องจากความหลากหลายของอาคาร ย่อมนำไปสู่ความหลากหลายของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้สูงสุดโดยคำนึงถึงรูปลักษณ์ที่สวยงามของอาคาร อินเวอร์เตอร์ของเราจึงต้องมีความหลากหลายเพื่อให้ได้แนวทางการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ดีที่สุด แปลง.

การผกผันแบบรวมศูนย์

โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์จะใช้ในระบบของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ (>10kW) สายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบขนานจำนวนมากเชื่อมต่อกับอินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์รวมศูนย์เดียวกัน โดยทั่วไปโมดูลพลังงาน IGBT สามเฟสจะใช้สำหรับพลังงานสูง ตัวที่เล็กกว่าใช้ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์และใช้ตัวควบคุมการแปลง DSP เพื่อปรับปรุงคุณภาพของพลังงานที่สร้างขึ้นเพื่อให้ใกล้กับกระแสคลื่นไซน์มาก คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดคือกำลังสูงและต้นทุนต่ำของระบบ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพและกำลังการผลิตไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดได้รับผลกระทบจากการจับคู่ของสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการแรเงาบางส่วน ในเวลาเดียวกัน ความน่าเชื่อถือในการผลิตไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั้งหมดได้รับผลกระทบจากสถานะการทำงานที่ไม่ดีของกลุ่มหน่วยไฟฟ้าโซลาร์เซลล์บางกลุ่ม ทิศทางการวิจัยล่าสุดคือการใช้การควบคุมการปรับเวกเตอร์สเปซและการพัฒนาการเชื่อมต่อโทโพโลยีอินเวอร์เตอร์ใหม่เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงภายใต้สภาวะโหลดบางส่วน บนอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ SolarMax สามารถติดตั้งกล่องอินเทอร์เฟซอาเรย์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เพื่อตรวจสอบแผงเซลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แต่ละแถวได้ หากสายใดสายหนึ่งทำงานไม่ถูกต้อง ระบบจะส่งข้อมูลไปยังรีโมทคอนโทรล และสายนี้สามารถหยุดได้ผ่านรีโมทคอนโทรล เพื่อให้ความล้มเหลวของสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สายหนึ่งไม่ลดหรือส่งผลกระทบต่อการทำงานและพลังงานที่ส่งออก ของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั้งหมด

อินเวอร์เตอร์สตริง

อินเวอร์เตอร์แบบสตริงได้กลายเป็นอินเวอร์เตอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดต่างประเทศ สตริงอินเวอร์เตอร์มีพื้นฐานมาจากแนวคิดแบบโมดูลาร์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเส้น (1kW-5kW) จะผ่านอินเวอร์เตอร์ มีการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ปลาย DC และเชื่อมต่อแบบขนานกับโครงข่ายที่ปลาย AC โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่หลายแห่งใช้สตริงอินเวอร์เตอร์ ข้อดีคือไม่ได้รับผลกระทบจากความแตกต่างของโมดูลและเงาระหว่างสาย และในขณะเดียวกันก็ลดจุดทำงานที่เหมาะสมที่สุดของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย

ไม่ตรงกับอินเวอร์เตอร์จึงเพิ่มการผลิตไฟฟ้า ข้อได้เปรียบด้านเทคนิคเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนของระบบเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบอีกด้วย ในเวลาเดียวกัน แนวคิดของ "มาสเตอร์-สเลฟ" ถูกนำมาใช้ระหว่างสายอักขระ ดังนั้นเมื่อกำลังของสายเดี่ยวในระบบไม่สามารถทำให้อินเวอร์เตอร์ตัวเดียวทำงานได้ ก็สามารถเชื่อมต่อสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หลายกลุ่มเข้าด้วยกันเพื่อให้มีสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หนึ่งหรือสองสาย หลายคนไปทำงาน จึงผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น แนวคิดล่าสุดคืออินเวอร์เตอร์หลายตัวสร้าง "ทีม" ซึ่งกันและกันเพื่อแทนที่แนวคิด "มาสเตอร์-สเลฟ" ทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

อินเวอร์เตอร์หลายสตริง

อินเวอร์เตอร์แบบหลายสายใช้ประโยชน์จากอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์และอินเวอร์เตอร์แบบสตริง หลีกเลี่ยงข้อเสีย และสามารถนำไปใช้กับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดหลายกิโลวัตต์ ในอินเวอร์เตอร์แบบหลายสาย จะมีการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุดแต่ละตัวและตัวแปลง DC เป็น DC ที่แตกต่างกัน DC จะถูกแปลงเป็นไฟ AC ผ่านอินเวอร์เตอร์ DC-to-AC ทั่วไปและเชื่อมต่อกับโครงข่าย การให้คะแนนที่แตกต่างกันของสายไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (เช่น กำลังไฟฟ้าที่ต่างกัน จำนวนโมดูลต่อสายที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตโมดูลที่แตกต่างกัน เป็นต้น) ขนาดหรือเทคโนโลยีที่แตกต่างกันของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ การวางแนวของสายไฟฟ้าที่แตกต่างกัน (เช่น ตะวันออก ใต้ และตะวันตก) สามารถเชื่อมต่อมุมเอียงหรือเงาที่แตกต่างกันกับอินเวอร์เตอร์ทั่วไปได้ โดยแต่ละสายทำงานที่จุดสูงสุดของกำลังสูงสุดตามลำดับ ในเวลาเดียวกัน ความยาวของสายเคเบิล DC จะลดลง ช่วยลดผลกระทบจากเงาระหว่างสายและการสูญเสียที่เกิดจากความแตกต่างระหว่างสาย

อินเวอร์เตอร์ส่วนประกอบ

อินเวอร์เตอร์โมดูลเชื่อมต่อโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละตัวเข้ากับอินเวอร์เตอร์ และแต่ละโมดูลมีการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุดสูงสุดที่เป็นอิสระ เพื่อให้โมดูลและอินเวอร์เตอร์ทำงานร่วมกันได้ดียิ่งขึ้น โดยปกติใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 50W ถึง 400W ประสิทธิภาพโดยรวมจะต่ำกว่าอินเวอร์เตอร์แบบสตริง เนื่องจากเชื่อมต่อแบบขนานที่ฝั่ง AC จึงเพิ่มความซับซ้อนของการ อุปกรณ์สายไฟ ฝั่ง AC และทำให้การบำรุงรักษาทำได้ยาก อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องแก้ไขคือการเชื่อมต่อโครงข่ายให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น วิธีง่ายๆ คือเชื่อมต่อกับโครงข่ายโดยตรงผ่านเต้ารับไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป ซึ่งสามารถลดต้นทุนและการติดตั้งอุปกรณ์ได้ แต่บ่อยครั้งที่มาตรฐานความปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้าในสถานที่ต่างๆ อาจไม่อนุญาต ในการทำเช่นนั้น บริษัทไฟฟ้าอาจคัดค้านการเชื่อมต่อโดยตรงของอุปกรณ์สร้างไฟฟ้าเข้ากับเต้ารับไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไป ปัจจัยด้านความปลอดภัยอีกประการหนึ่งคือจำเป็นต้องใช้หม้อแปลงแยก (ความถี่สูงหรือความถี่ต่ำ) หรืออนุญาตให้ใช้อินเวอร์เตอร์แบบไม่มีหม้อแปลงหรือไม่ อินเวอร์เตอร์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในผนังม่านกระจก

ประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์หมายถึงตลาดที่กำลังเติบโตสำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ (อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์) เนื่องจากความต้องการพลังงานหมุนเวียน และอินเวอร์เตอร์เหล่านี้ต้องการประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่สูงมาก มีการตรวจสอบวงจรกำลังที่ใช้ในอินเวอร์เตอร์เหล่านี้ และแนะนำให้ใช้ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์สวิตชิ่งและวงจรเรียงกระแส โครงสร้างทั่วไปของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสดงในรูปที่ 1 มีอินเวอร์เตอร์ให้เลือกสามแบบ แสงแดดส่องลงบนแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม และแต่ละโมดูลประกอบด้วยชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่สร้างโดยแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะอยู่ที่ประมาณหลายร้อยโวลต์ ขึ้นอยู่กับสภาพแสงของชุดโมดูล อุณหภูมิของเซลล์ และจำนวนโมดูลที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์ประเภทนี้คือการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุตให้เป็นค่าที่เสถียร ฟังก์ชันนี้ใช้งานผ่านบูสต์คอนเวอร์เตอร์ และต้องใช้สวิตช์บูสต์และบูสต์ไดโอด ในสถาปัตยกรรมแรก ขั้นตอนการบูสต์จะตามมาด้วยคอนเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์แบบแยกเดี่ยว วัตถุประสงค์ของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเต็มบริดจ์คือเพื่อให้มีการแยกตัว คอนเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์ตัวที่สองบนเอาต์พุตใช้เพื่อแปลง DC จากคอนเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์ขั้นที่หนึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เอาต์พุตจะถูกกรองก่อนที่จะเชื่อมต่อกับเครือข่ายโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับผ่านสวิตช์รีเลย์หน้าสัมผัสคู่เพิ่มเติม เพื่อให้มีการแยกสัญญาณอย่างปลอดภัยในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดและแยกออกจากโครงข่ายจ่ายไฟในเวลากลางคืน โครงสร้างที่สองเป็นแบบแผนที่ไม่แยกออกจากกัน ในหมู่พวกเขา แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกสร้างขึ้นโดยตรงจากเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยสเตจบูสต์ โครงสร้างที่สามใช้โทโพโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของสวิตช์จ่ายไฟและไดโอดกำลังเพื่อรวมฟังก์ชันของส่วนเพิ่มกำลังและส่วนสร้างไฟฟ้ากระแสสลับไว้ในโทโพโลยีเฉพาะ ทำให้อินเวอร์เตอร์มีประสิทธิภาพมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะมีประสิทธิภาพการแปลงต่ำมากก็ตาม ใกล้ 100% แต่สำคัญมาก ในเยอรมนี โมดูลซีรีส์ 3kW ที่ติดตั้งบนหลังคาหันหน้าไปทางทิศใต้คาดว่าจะผลิตพลังงานได้ 2,550 kWh ต่อปี หากประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เพิ่มขึ้นจาก 95% เป็น 96% จะสามารถผลิตไฟฟ้าเพิ่มเติมได้ 25kWh ในแต่ละปี ค่าใช้จ่ายในการใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มเติมเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า 25kWh เทียบเท่ากับการเพิ่มอินเวอร์เตอร์ เนื่องจากการเพิ่มประสิทธิภาพจาก 95% เป็น 96% จะไม่เพิ่มต้นทุนของอินเวอร์เตอร์เป็นสองเท่า การลงทุนในอินเวอร์เตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจึงเป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ สำหรับการออกแบบที่เกิดขึ้นใหม่ การเพิ่มประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์ในลักษณะที่คุ้มค่าที่สุดเป็นเกณฑ์การออกแบบที่สำคัญ สำหรับความน่าเชื่อถือและราคาของอินเวอร์เตอร์นั้น ถือเป็นเกณฑ์การออกแบบอีกสองประการ ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นจะช่วยลดความผันผวนของอุณหภูมิตลอดวงจรโหลด จึงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ ดังนั้นแนวทางเหล่านี้จึงมีความเกี่ยวข้องกันจริงๆ การใช้โมดูลจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือด้วย

สวิตช์บูสต์และไดโอด

โทโพโลยีทั้งหมดที่แสดงต้องใช้สวิตช์ไฟแบบสวิตชิ่งอย่างรวดเร็ว ขั้นตอนบูสต์และขั้นตอนการแปลงแบบเต็มบริดจ์ต้องใช้ไดโอดสวิตชิ่งที่รวดเร็ว นอกจากนี้ สวิตช์ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการสลับความถี่ต่ำ (100Hz) ยังมีประโยชน์สำหรับโทโพโลยีเหล่านี้อีกด้วย สำหรับเทคโนโลยีซิลิคอนใดๆ สวิตช์ที่ได้รับการปรับให้เหมาะกับการสลับอย่างรวดเร็วจะมีการสูญเสียการนำไฟฟ้าสูงกว่าสวิตช์ที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานการสลับความถี่ต่ำ

โดยทั่วไประยะบูสต์ได้รับการออกแบบให้เป็นตัวแปลงโหมดกระแสต่อเนื่อง คุณสามารถเลือกได้ว่าจะใช้อุปกรณ์ 600V หรือ 1200V ขึ้นอยู่กับจำนวนโมดูลแสงอาทิตย์ในอาเรย์ที่ใช้ในอินเวอร์เตอร์ สองตัวเลือกสำหรับสวิตช์ไฟคือ MOSFET และ IGBT โดยทั่วไปแล้ว MOSFET สามารถทำงานที่ความถี่สวิตชิ่งที่สูงกว่า IGBT นอกจากนี้ ต้องคำนึงถึงอิทธิพลของไดโอดตัวถังด้วย: ในกรณีของระยะบูสต์ นี่ไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากไดโอดตัวถังไม่ทำงานในโหมดการทำงานปกติ การสูญเสียการนำไฟฟ้าของ MOSFET สามารถคำนวณได้จาก RDS (ON) ความต้านทานบน ซึ่งเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ดายที่มีประสิทธิผลสำหรับตระกูล MOSFET ที่กำหนด เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเปลี่ยนจาก 600V เป็น 1200V การสูญเสียการนำไฟฟ้าของ MOSFET จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้น แม้ว่าพิกัด RDS(ON) จะเท่ากัน แต่ MOSFET 1200V ก็ไม่มีจำหน่ายหรือราคาสูงเกินไป

สำหรับสวิตช์บูสต์พิกัดที่ 600V สามารถใช้ MOSFET ซุปเปอร์จังค์ชั่นได้ สำหรับการใช้งานสวิตช์ความถี่สูง เทคโนโลยีนี้มีการสูญเสียการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด MOSFET ที่มีค่า RDS(ON) ต่ำกว่า 100 มิลลิโอห์มในแพ็คเกจ TO-220 และ MOSFET ที่มีค่า RDS(ON) ต่ำกว่า 50 มิลลิโอห์มในแพ็คเกจ TO-247 สำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ต้องการสวิตช์ไฟ 1200V IGBT คือตัวเลือกที่เหมาะสม เทคโนโลยี IGBT ขั้นสูงเพิ่มเติม เช่น NPT Trench และ NPT Field Stop ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียการนำไฟฟ้า แต่สูญเสียการสูญเสียการสวิตชิ่งที่สูงขึ้น ซึ่งทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานบูสต์ที่ความถี่สูง

จากเทคโนโลยีระนาบ NPT แบบเก่า อุปกรณ์ FGL40N120AND ได้รับการพัฒนาซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรบูสต์ที่มีความถี่สวิตชิ่งสูงได้ มี EOFF 43uJ/A เมื่อเทียบกับอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง EOFF คือ 80uJ/A แต่จำเป็นต้องได้รับประสิทธิภาพประเภทนี้เป็นเรื่องยากมาก ข้อเสียของอุปกรณ์ FGL40N120AND ก็คือแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวที่ลดลง VCE(SAT) (3.0V เทียบกับ 2.1V ที่ 125°C) นั้นสูง แต่มีการสูญเสียการสลับที่ต่ำที่ความถี่การสลับบูสต์สูงมากกว่าชดเชยสิ่งนี้ อุปกรณ์นี้ยังรวมไดโอดต่อต้านขนานไว้ด้วย ภายใต้การดำเนินการบูสต์ปกติ ไดโอดนี้จะไม่ทำงาน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการเริ่มต้นระบบหรือในสภาวะชั่วคราว เป็นไปได้ที่วงจรบูสต์จะถูกขับเคลื่อนเข้าสู่โหมดแอคทีฟ ซึ่งในกรณีนี้ไดโอดต้านขนานจะทำงาน เนื่องจากตัว IGBT เองไม่มีไดโอดในตัว ไดโอดที่บรรจุร่วมนี้จึงจำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ สำหรับบูสต์ไดโอด ต้องใช้ไดโอดฟื้นตัวเร็ว เช่น Stealth™ หรือไดโอดคาร์บอนซิลิคอน ไดโอดคาร์บอน-ซิลิคอนมีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและการสูญเสียต่ำมาก เมื่อเลือกบูสต์ไดโอด ต้องพิจารณาถึงผลกระทบของกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับ (หรือความจุทางแยกของไดโอดคาร์บอนซิลิกอน) บนสวิตช์บูสต์ เนื่องจากจะส่งผลให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติม ที่นี่ ไดโอด Stealth II FFP08S60S ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่าได้ เมื่อ VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us และอุณหภูมิเคสอยู่ที่ 100°C การสูญเสียการสวิตช์ที่คำนวณได้จะต่ำกว่าพารามิเตอร์ FFP08S60S ที่ 205mJ เมื่อใช้ไดโอด Stealth ISL9R860P2 ค่านี้จะสูงถึง 225mJ ดังนั้น ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ที่ความถี่สวิตชิ่งสูงอีกด้วย

สวิตช์บริดจ์และไดโอด

หลังจากการกรองฟูลบริดจ์ MOSFET เอาท์พุตบริดจ์จะสร้างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไซน์ซอยด์ 50Hz การใช้งานทั่วไปคือการใช้สถาปัตยกรรมฟูลบริดจ์มาตรฐาน (รูปที่ 2) ในภาพ หากเปิดสวิตช์ด้านซ้ายบนและด้านขวาล่าง จะมีการโหลดแรงดันไฟฟ้าบวกระหว่างขั้วซ้ายและขวา หากเปิดสวิตช์ที่มุมขวาบนและซ้ายล่างจะมีการโหลดแรงดันลบระหว่างขั้วซ้ายและขวา สำหรับแอปพลิเคชันนี้ จะมีเพียงสวิตช์เดียวที่เปิดอยู่ในระยะเวลาหนึ่ง สวิตช์ตัวหนึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นความถี่สูงแบบ PWM และสวิตช์อีกตัวเป็นสวิตช์ความถี่ต่ำ 50Hz เนื่องจากวงจรบูตสแตรปอาศัยการแปลงอุปกรณ์ระดับล่าง อุปกรณ์ระดับล่างจึงสลับเป็นความถี่สูงแบบ PWM ในขณะที่อุปกรณ์ระดับบนจะสลับเป็นความถี่ต่ำ 50Hz แอปพลิเคชั่นนี้ใช้สวิตช์ไฟ 600V ดังนั้น MOSFET ซุปเปอร์จังค์ชั่น 600V จึงเหมาะมากสำหรับอุปกรณ์สวิตช์ความเร็วสูงนี้ เนื่องจากอุปกรณ์สวิตชิ่งเหล่านี้จะทนทานต่อกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับเต็มรูปแบบของอุปกรณ์อื่นๆ เมื่อสวิตช์เปิดอยู่ อุปกรณ์ superjunction การกู้คืนข้อมูลที่รวดเร็ว เช่น 600V FCH47N60F จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด RDS(ON) อยู่ที่ 73 มิลลิโอห์ม และการสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์กู้คืนข้อมูลแบบรวดเร็วอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน เมื่ออุปกรณ์นี้แปลงที่ 50Hz ก็ไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติการกู้คืนที่รวดเร็ว อุปกรณ์เหล่านี้มีคุณสมบัติ dv/dt และ di/dt ที่ยอดเยี่ยม ซึ่งปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบเมื่อเทียบกับ MOSFET ซุปเปอร์จังค์ชันมาตรฐาน

อีกทางเลือกหนึ่งที่ควรค่าแก่การสำรวจคือการใช้อุปกรณ์ FGH30N60LSD เป็น IGBT 30A/600V ที่มีแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัว VCE(SAT) เพียง 1.1V การสูญเสียการปิดเครื่อง EOFF สูงมากถึง 10mJ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการแปลงความถี่ต่ำเท่านั้น MOSFET 50 มิลลิโอห์มมี RDS(ON) ความต้านทานออน 100 มิลลิโอห์มที่อุณหภูมิการทำงาน ดังนั้น ที่ 11A จึงมี VDS เหมือนกับ VCE(SAT) ของ IGBT เนื่องจาก IGBT นี้ใช้เทคโนโลยีการแยกย่อยแบบเก่า VCE(SAT) จึงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักตามอุณหภูมิ IGBT นี้จึงช่วยลดการสูญเสียโดยรวมในเอาท์พุตบริดจ์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของอินเวอร์เตอร์ ความจริงที่ว่า FGH30N60LSD IGBT เปลี่ยนจากเทคโนโลยีการแปลงพลังงานหนึ่งไปเป็นโทโพโลยีเฉพาะอื่นทุกๆ ครึ่งรอบก็มีประโยชน์เช่นกัน IGBT ถูกใช้ที่นี่เป็นสวิตช์ทอพอโลยี เพื่อการสลับที่เร็วขึ้น มีการใช้อุปกรณ์ superjunction แบบธรรมดาและการกู้คืนที่รวดเร็ว สำหรับโทโพโลยีเฉพาะ 1200V และโครงสร้างฟูลบริดจ์ FGL40N120AND ที่กล่าวมาข้างต้นเป็นสวิตช์ที่เหมาะสำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ความถี่สูงใหม่ เมื่อเทคโนโลยีเฉพาะทางต้องการไดโอด ไดโอด Stealth II, Hyperfast™ II และไดโอดคาร์บอนซิลิกอนถือเป็นโซลูชั่นที่ดีเยี่ยม

การทำงาน:

อินเวอร์เตอร์ไม่เพียงแต่มีฟังก์ชันในการแปลง DC เป็น AC เท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชันในการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์และฟังก์ชันการป้องกันข้อผิดพลาดของระบบอีกด้วย โดยสรุป มีฟังก์ชันการทำงานและปิดเครื่องอัตโนมัติ, ฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังสูงสุด, ฟังก์ชันป้องกันการทำงานอิสระ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด), ฟังก์ชันปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด), ฟังก์ชันการตรวจจับ DC (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด), ฟังก์ชันการตรวจจับ DC (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด) ) และการตรวจจับกราวด์ DC ฟังก์ชั่น (สำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด) ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นสั้นๆ เกี่ยวกับฟังก์ชันการทำงานและปิดเครื่องอัตโนมัติและฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังสูงสุด

ฟังก์ชั่นการทำงานและปิดเครื่องอัตโนมัติ: หลังจากพระอาทิตย์ขึ้นในตอนเช้า ความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และเอาต์พุตของเซลล์แสงอาทิตย์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เมื่อถึงกำลังเอาท์พุตที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ หลังจากเข้าสู่การทำงาน อินเวอร์เตอร์จะตรวจสอบเอาต์พุตของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ตลอดเวลา ตราบใดที่กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มากกว่ากำลังไฟฟ้าเอาท์พุตที่จำเป็นสำหรับงานอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์จะยังคงทำงานต่อไป โดยจะหยุดทำงานจนถึงพระอาทิตย์ตก แม้ว่าอินเวอร์เตอร์จะทำงานในวันที่ฝนตกก็ตาม เมื่อเอาต์พุตของโมดูลแสงอาทิตย์มีขนาดเล็กลง และเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เข้าใกล้ 0 อินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่สถานะสแตนด์บาย

ฟังก์ชั่นควบคุมการติดตามพลังงานสูงสุด: เอาต์พุตของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะเปลี่ยนไปตามความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์และอุณหภูมิของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เอง (อุณหภูมิชิป) นอกจากนี้ เนื่องจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์มีลักษณะเฉพาะคือแรงดันไฟฟ้าจะลดลงตามกระแสที่เพิ่มขึ้น จึงมีจุดปฏิบัติงานที่เหมาะสมที่สุดที่สามารถรับพลังงานสูงสุดได้ ความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์กำลังเปลี่ยนแปลง และจุดทำงานที่เหมาะสมที่สุดก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จุดทำงานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกเก็บไว้ที่จุดพลังงานสูงสุดเสมอ และระบบจะได้รับพลังงานเอาต์พุตสูงสุดจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์เสมอ การควบคุมประเภทนี้คือการควบคุมการติดตามกำลังสูงสุด คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดของอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์คือมีฟังก์ชันการติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT)

พิมพ์

การจำแนกขอบเขตการใช้งาน

(1) อินเวอร์เตอร์ธรรมดา

อินพุต DC 12V หรือ 24V, AC 220V, เอาต์พุต 50Hz, กำลังไฟตั้งแต่ 75W ถึง 5000W บางรุ่นมีการแปลง AC และ DC นั่นคือฟังก์ชั่น UPS

(2) เครื่องออลอินวันอินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จ

ในอินเวอร์เตอร์ประเภทนี้ ผู้ใช้สามารถใช้พลังงานรูปแบบต่างๆ เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลด AC ได้ เมื่อมีไฟ AC ไฟ AC จะใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลดผ่านอินเวอร์เตอร์ หรือเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อไม่มีไฟ AC แบตเตอรี่จะถูกใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลด AC - สามารถใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แผงโซลาร์เซลล์ และกังหันลม

(3) อินเวอร์เตอร์พิเศษสำหรับไปรษณีย์และโทรคมนาคม

จัดหาอินเวอร์เตอร์ 48V คุณภาพสูงสำหรับบริการไปรษณีย์และโทรคมนาคม ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพดี ความน่าเชื่อถือสูง อินเวอร์เตอร์แบบโมดูลาร์ (โมดูลคือ 1KW) และมีฟังก์ชันสำรอง N+1 และสามารถขยายได้ (กำลังตั้งแต่ 2KW ถึง 20KW) -

(4) อินเวอร์เตอร์พิเศษสำหรับการบินและการทหาร

อินเวอร์เตอร์ประเภทนี้มีอินพุต 28Vdc และสามารถจ่ายเอาต์พุต AC ต่อไปนี้: 26Vac, 115Vac, 230Vac ความถี่เอาต์พุตสามารถเป็น: 50Hz, 60Hz และ 400Hz และช่วงกำลังเอาต์พุตตั้งแต่ 30VA ถึง 3500VA นอกจากนี้ยังมีตัวแปลง DC-DC และตัวแปลงความถี่สำหรับการบินโดยเฉพาะ

การจำแนกรูปคลื่นเอาท์พุต

(1) อินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยม

เอาท์พุตรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมจะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม วงจรอินเวอร์เตอร์ที่ใช้โดยอินเวอร์เตอร์ประเภทนี้ไม่เหมือนกันทุกประการ แต่คุณสมบัติทั่วไปคือวงจรค่อนข้างง่ายและจำนวนท่อสวิตช์ไฟที่ใช้มีน้อย กำลังออกแบบโดยทั่วไปอยู่ระหว่างหนึ่งร้อยวัตต์ถึงหนึ่งกิโลวัตต์ ข้อดีของอินเวอร์เตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมคือ วงจรอย่างง่าย ราคาถูก และบำรุงรักษาง่าย ข้อเสียคือแรงดันไฟฟ้าคลื่นสี่เหลี่ยมประกอบด้วยฮาร์โมนิคลำดับสูงจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมในอุปกรณ์โหลดที่มีตัวเหนี่ยวนำหรือหม้อแปลงแกนเหล็ก ทำให้เกิดการรบกวนกับวิทยุและอุปกรณ์สื่อสารบางชนิด นอกจากนี้อินเวอร์เตอร์ประเภทนี้ยังมีข้อบกพร่อง เช่น ช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ ฟังก์ชั่นการป้องกันที่ไม่สมบูรณ์ และสัญญาณรบกวนที่ค่อนข้างสูง

(2) อินเวอร์เตอร์คลื่นขั้นตอน

เอาท์พุตรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยอินเวอร์เตอร์ประเภทนี้จะเป็นคลื่นสเต็ป มีหลายบรรทัดสำหรับอินเวอร์เตอร์ในการรับรู้เอาท์พุตของคลื่นสเต็ป และจำนวนสเต็ปในรูปคลื่นของเอาท์พุตจะแตกต่างกันอย่างมาก ข้อดีของอินเวอร์เตอร์สเต็ปเวฟคือรูปคลื่นเอาท์พุตได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับคลื่นสี่เหลี่ยม และปริมาณฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูงจะลดลง เมื่อขั้นตอนถึงมากกว่า 17 รูปคลื่นเอาท์พุตสามารถบรรลุคลื่นกึ่งไซน์ เมื่อใช้เอาต์พุตแบบไม่มีหม้อแปลง ประสิทธิภาพโดยรวมจะสูงมาก ข้อเสียคือวงจรซ้อนทับคลื่นแลดเดอร์ใช้หลอดสวิตช์ไฟจำนวนมาก และรูปแบบวงจรบางรูปแบบต้องใช้อินพุตไฟ DC หลายชุด สิ่งนี้นำมาซึ่งปัญหาในการจัดกลุ่มและการเดินสายไฟของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และการชาร์จแบตเตอรี่แบบสมดุล นอกจากนี้แรงดันคลื่นบันไดยังคงมีสัญญาณรบกวนความถี่สูงกับวิทยุและอุปกรณ์สื่อสารบางชนิด

อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์

เอาต์พุตรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์เป็นคลื่นไซน์ ข้อดีของอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์คือมีรูปคลื่นเอาท์พุตที่ดี ความบิดเบี้ยวต่ำมาก การรบกวนวิทยุและอุปกรณ์เพียงเล็กน้อย และมีเสียงรบกวนต่ำ นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันการป้องกันที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพโดยรวมสูง ข้อเสียคือ วงจรค่อนข้างซับซ้อน ต้องใช้เทคโนโลยีการบำรุงรักษาสูง และมีราคาแพง

การจำแนกประเภทอินเวอร์เตอร์สามประเภทข้างต้นมีประโยชน์สำหรับนักออกแบบและผู้ใช้ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และระบบพลังงานลมในการระบุและเลือกอินเวอร์เตอร์ ในความเป็นจริง อินเวอร์เตอร์ที่มีรูปคลื่นเดียวกันยังคงมีความแตกต่างอย่างมากในหลักการของวงจร อุปกรณ์ที่ใช้ วิธีการควบคุม ฯลฯ

วิธีการจำแนกประเภทอื่น ๆ

1. ตามความถี่ของไฟ AC เอาท์พุต มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์ความถี่ไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ความถี่กลาง และอินเวอร์เตอร์ความถี่สูง ความถี่ของอินเวอร์เตอร์ความถี่กำลังคือ 50 ถึง 60Hz; ความถี่ของอินเวอร์เตอร์ความถี่กลางโดยทั่วไปคือ 400Hz ถึงมากกว่า 10 kHz; ความถี่ของอินเวอร์เตอร์ความถี่สูงโดยทั่วไปจะมากกว่าสิบ kHz ถึง MHz

2. ตามจำนวนเฟสที่อินเวอร์เตอร์ส่งออก สามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์เฟสเดียว อินเวอร์เตอร์สามเฟส และอินเวอร์เตอร์หลายเฟส

3. ตามปลายทางของกำลังขับของอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์ที่ใช้งานและอินเวอร์เตอร์แบบพาสซีฟ อินเวอร์เตอร์ใดๆ ที่ส่งพลังงานไฟฟ้าที่ส่งออกโดยอินเวอร์เตอร์ไปยังโครงข่ายไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมเรียกว่าอินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟ อินเวอร์เตอร์ใดๆ ที่ส่งพลังงานไฟฟ้าที่ส่งออกโดยอินเวอร์เตอร์ไปยังโหลดไฟฟ้าบางส่วนเรียกว่าอินเวอร์เตอร์แบบพาสซีฟ อุปกรณ์.

4. ตามรูปแบบของวงจรหลักของอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์ปลายเดียว อินเวอร์เตอร์แบบพุชพูล อินเวอร์เตอร์ฮาล์ฟบริดจ์ และอินเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์

5. ตามประเภทของอุปกรณ์สวิตชิ่งหลักของอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์, อินเวอร์เตอร์ทรานซิสเตอร์, อินเวอร์เตอร์เอฟเฟกต์สนาม และอินเวอร์เตอร์ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกตฉนวน (IGBT) สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อินเวอร์เตอร์ "กึ่งควบคุม" และอินเวอร์เตอร์ "ควบคุมเต็มที่" อดีตไม่มีความสามารถในการปิดตัวเองและส่วนประกอบสูญเสียฟังก์ชั่นการควบคุมหลังจากเปิดเครื่องดังนั้นจึงเรียกว่า "กึ่งควบคุม" และไทริสเตอร์ธรรมดาก็จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ อย่างหลังมีความสามารถในการปิดเองได้คือไม่มีอุปกรณ์ใด ๆ การควบคุมการเปิดปิดสามารถควบคุมได้ด้วยอิเล็กโทรดควบคุมจึงเรียกว่า "แบบควบคุมเต็มที่" ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามกำลังและทรานซิสเตอร์สองกำลังเกตแบบหุ้มฉนวน (IGBT) ล้วนอยู่ในหมวดหมู่นี้

6. ตามแหล่งจ่ายไฟ DC สามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (VSI) และอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายกระแส (CSI) ในอดีต แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงมีค่าเกือบคงที่ และแรงดันเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมสลับ ในระยะหลัง กระแส DC เกือบคงที่ และกระแสเอาต์พุตเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมสลับ

7. ตามวิธีการควบคุมอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์การมอดูเลตความถี่ (PFM) และอินเวอร์เตอร์การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM)

8. ตามโหมดการทำงานของวงจรสวิตชิ่งอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์เรโซแนนซ์ อินเวอร์เตอร์สวิตชิ่งฮาร์ดความถี่คงที่ และอินเวอร์เตอร์สวิตชิ่งความถี่อ่อนคงที่

9. ตามวิธีการสับเปลี่ยนของอินเวอร์เตอร์ มันสามารถแบ่งออกเป็นอินเวอร์เตอร์ที่สับเปลี่ยนโหลดและอินเวอร์เตอร์ที่สับเปลี่ยนเอง

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ:

มีพารามิเตอร์และเงื่อนไขทางเทคนิคมากมายที่อธิบายประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ ในที่นี้เราจะให้คำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินอินเวอร์เตอร์เท่านั้น

1. สภาพแวดล้อมในการใช้งานอินเวอร์เตอร์ สภาพการใช้งานปกติของอินเวอร์เตอร์: ระดับความสูงไม่เกิน 1,000 ม. และอุณหภูมิของอากาศอยู่ที่ 0~+40℃

2. เงื่อนไขการจ่ายไฟอินพุต DC ช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC: ± 15% ของค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของก้อนแบตเตอรี่

3. แรงดันไฟฟ้าขาออกที่กำหนด ภายในช่วงความผันผวนที่อนุญาตที่ระบุของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุต ซึ่งแสดงถึงค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่อินเวอร์เตอร์ควรจะสามารถส่งออกได้ ความถูกต้องคงที่ของค่าแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยทั่วไปมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

(1) ในระหว่างการทำงานในสภาวะคงตัว ควรจำกัดช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า เช่น ค่าเบี่ยงเบนไม่ควรเกิน ±3% หรือ ±5% ของค่าพิกัด

(2) ในสถานการณ์แบบไดนามิกที่โหลดเปลี่ยนแปลงกะทันหันหรือได้รับผลกระทบจากปัจจัยรบกวนอื่น ๆ ความเบี่ยงเบนของแรงดันเอาต์พุตไม่ควรเกิน ±8% หรือ ±10% ของค่าพิกัด

4. ความถี่เอาต์พุตที่ได้รับการจัดอันดับ ความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ควรเป็นค่าที่ค่อนข้างคงที่ โดยปกติแล้วความถี่ของกำลังคือ 50Hz ค่าเบี่ยงเบนควรอยู่ภายใน ± 1% ภายใต้สภาพการทำงานปกติ

5. กระแสไฟเอาท์พุตที่กำหนด (หรือพิกัดกำลังไฟเอาท์พุตที่กำหนด) บ่งชี้กระแสไฟเอาท์พุตที่กำหนดของอินเวอร์เตอร์ภายในช่วงตัวประกอบกำลังโหลดที่ระบุ ผลิตภัณฑ์อินเวอร์เตอร์บางตัวมีพิกัดกำลังการผลิตเอาต์พุต ซึ่งแสดงเป็น VA หรือ kVA ความจุที่กำหนดของอินเวอร์เตอร์คือเมื่อตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตเป็น 1 (นั่นคือ โหลดความต้านทานล้วนๆ) แรงดันไฟเอาท์พุตที่กำหนดคือผลคูณของกระแสเอาท์พุตที่กำหนด

6. จัดอันดับประสิทธิภาพเอาต์พุต ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์คืออัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตต่อกำลังไฟฟ้าเข้าภายใต้สภาวะการทำงานที่ระบุ ซึ่งแสดงเป็น % ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ที่ความจุเอาท์พุตที่กำหนดคือประสิทธิภาพโหลดเต็มที่ และประสิทธิภาพที่ 10% ของความจุเอาท์พุตที่กำหนดคือประสิทธิภาพโหลดต่ำ

7. ปริมาณฮาร์มอนิกสูงสุดของอินเวอร์เตอร์ สำหรับอินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์ ภายใต้โหลดตัวต้านทาน ปริมาณฮาร์มอนิกสูงสุดของแรงดันเอาต์พุตควรอยู่ที่ ≤10%

8. ความสามารถในการโอเวอร์โหลดของอินเวอร์เตอร์หมายถึงความสามารถของอินเวอร์เตอร์ในการเอาท์พุตมากกว่าค่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดในช่วงเวลาสั้น ๆ ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ความสามารถในการโอเวอร์โหลดของอินเวอร์เตอร์ควรเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการภายใต้ตัวประกอบกำลังโหลดที่ระบุ

9. ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์คืออัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ต่อกำลังไฟฟ้าเข้าที่ใช้งาน (หรือกำลังไฟ DC) ภายใต้แรงดันไฟฟ้าขาออกที่กำหนด กระแสไฟขาออก และตัวประกอบกำลังไฟฟ้าที่ระบุ

10. ตัวประกอบกำลังโหลดแสดงถึงความสามารถของอินเวอร์เตอร์ในการรับโหลดแบบเหนี่ยวนำหรือแบบคาปาซิทีฟ ภายใต้สภาวะคลื่นไซน์ ตัวประกอบกำลังโหลดคือ 0.7~0.9 (ความล่าช้า) และค่าพิกัดคือ 0.9

11. โหลดความไม่สมดุล ภายใต้โหลดที่ไม่สมมาตร 10% ความไม่สมมาตรของแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์สามเฟสความถี่คงที่ควรเป็น ≤10%

12. ความไม่สมดุลของแรงดันเอาต์พุต ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าสามเฟส (อัตราส่วนของส่วนประกอบลำดับย้อนกลับต่อส่วนประกอบลำดับบวก) ที่เอาต์พุตโดยอินเวอร์เตอร์ไม่ควรเกินค่าที่ระบุ โดยทั่วไปจะแสดงเป็น % เช่น 5 % หรือ 8%

13. ลักษณะการเริ่มต้น: ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ อินเวอร์เตอร์ควรสามารถสตาร์ทได้ตามปกติ 5 ครั้งติดต่อกันภายใต้สภาวะการทำงานเต็มกำลังและไม่มีโหลด

14. ฟังก์ชั่นการป้องกัน ควรตั้งค่าอินเวอร์เตอร์: การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร การป้องกันกระแสเกิน การป้องกันอุณหภูมิเกิน การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน การป้องกันแรงดันตก และการป้องกันการสูญเสียเฟส ในหมู่พวกเขา การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินหมายความว่าสำหรับอินเวอร์เตอร์ที่ไม่มีมาตรการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า ควรมีมาตรการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินเอาต์พุตเพื่อป้องกันขั้วลบจากความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าเกินเอาต์พุต การป้องกันกระแสเกินหมายถึงการป้องกันกระแสเกินของอินเวอร์เตอร์ ซึ่งควรจะสามารถรับประกันการทำงานได้ทันเวลาเมื่อโหลดลัดวงจรหรือกระแสเกินค่าที่อนุญาต เพื่อป้องกันความเสียหายจากกระแสไฟกระชาก

15. การรบกวนและป้องกันการรบกวน อินเวอร์เตอร์ควรสามารถทนต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมทั่วไปภายใต้สภาวะการทำงานปกติที่ระบุ ประสิทธิภาพการป้องกันสัญญาณรบกวนและความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ควรเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

16. อินเวอร์เตอร์ที่ไม่ได้ใช้งาน ตรวจสอบ และบำรุงรักษาบ่อย ๆ ควรมีค่า ≤95db อินเวอร์เตอร์ที่ใช้งาน ตรวจสอบ และบำรุงรักษาบ่อยครั้งควรมีขนาด ≤80db

17. จอแสดงผล อินเวอร์เตอร์ควรติดตั้งด้วยการแสดงข้อมูลของพารามิเตอร์ เช่น แรงดันเอาต์พุต AC กระแสเอาต์พุตและความถี่เอาต์พุต และการแสดงสัญญาณของอินพุตสด กำลังไฟฟ้า และสถานะข้อผิดพลาด

18. ฟังก์ชั่นการสื่อสาร ฟังก์ชันการสื่อสารระยะไกลช่วยให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของเครื่องและข้อมูลที่เก็บไว้ได้โดยไม่ต้องไปที่ไซต์งาน

19. การบิดเบือนรูปคลื่นของแรงดันเอาต์พุต เมื่อแรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เป็นไซน์ซอยด์ ควรระบุความบิดเบี้ยวของรูปคลื่นสูงสุดที่อนุญาต (หรือเนื้อหาฮาร์มอนิก) โดยปกติจะแสดงเป็นการบิดเบือนรูปคลื่นรวมของแรงดันเอาต์พุต ค่าของมันไม่ควรเกิน 5% (อนุญาตให้ใช้ 10% สำหรับเอาต์พุตเฟสเดียว)

20. คุณลักษณะการเริ่มต้น ซึ่งระบุคุณลักษณะของอินเวอร์เตอร์ในการเริ่มต้นด้วยโหลดและประสิทธิภาพระหว่างการทำงานแบบไดนามิก อินเวอร์เตอร์ควรรับประกันการสตาร์ทที่เชื่อถือได้ภายใต้โหลดที่กำหนด

21. เสียงรบกวน. หม้อแปลง ตัวเหนี่ยวนำตัวกรอง สวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้า พัดลม และส่วนประกอบอื่นๆ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ล้วนสร้างเสียงรบกวน เมื่ออินเวอร์เตอร์ทำงานตามปกติ เสียงของมันไม่ควรเกิน 80dB และเสียงของอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กไม่ควรเกิน 65dB

ลักษณะแบตเตอรี่:

แบตเตอรี่พีวี

ในการพัฒนาระบบอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคุณลักษณะต่างๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์ (เซลล์ PV) ก่อน Rp และ Rs เป็นการต้านทานปรสิต ซึ่งไม่มีที่สิ้นสุดและเป็นศูนย์ตามลำดับภายใต้สถานการณ์ในอุดมคติ

ความเข้มแสงและอุณหภูมิสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อลักษณะการทำงานของเซลล์ PV กระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสง แต่การเปลี่ยนแปลงของแสงมีผลเพียงเล็กน้อยต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ การเพิ่มอุณหภูมิของแบตเตอรี่จะลดแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน แต่มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้น ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของอุณหภูมิและแสงที่มีต่อโมดูล PV

การเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงมีผลกระทบต่อกำลังขับของแบตเตอรี่มากกว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับวัสดุ PV ที่ใช้กันทั่วไปทั้งหมด ผลลัพธ์ที่สำคัญของการรวมกันของเอฟเฟกต์ทั้งสองนี้คือกำลังของเซลล์ PV จะลดลงตามความเข้มของแสงที่ลดลงและ/หรืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

จุดจ่ายไฟสูงสุด (MPP)

เซลล์แสงอาทิตย์สามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันและกระแสที่หลากหลาย MPP ถูกกำหนดโดยการเพิ่มโหลดความต้านทานบนเซลล์ที่ส่องสว่างจากศูนย์ (เหตุการณ์ลัดวงจร) อย่างต่อเนื่องเป็นค่าที่สูงมาก (เหตุการณ์วงจรเปิด) MPP คือจุดปฏิบัติการที่ V x I ถึงค่าสูงสุด และที่ความเข้มของการส่องสว่างนี้ สามารถรับพลังงานสูงสุดได้ กำลังเอาท์พุตเมื่อเหตุการณ์ไฟฟ้าลัดวงจร (แรงดัน PV เท่ากับศูนย์) หรือวงจรเปิด (กระแส PV เท่ากับศูนย์) เกิดขึ้นเป็นศูนย์

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนคุณภาพสูงให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 0.60 โวลต์ ที่อุณหภูมิ 25°C เมื่อได้รับแสงแดดเต็มที่และอุณหภูมิอากาศอยู่ที่ 25°C อุณหภูมิของเซลล์ที่กำหนดอาจใกล้กับ 45°C ซึ่งจะลดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลงเหลือประมาณ 0.55V เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะลดลงอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งโมดูล PV เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

พลังงานสูงสุดที่อุณหภูมิแบตเตอรี่ 45°C โดยทั่วไปจะสร้างที่แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 80% และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 90% กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของแบตเตอรี่เกือบจะเป็นสัดส่วนกับแสงสว่าง และแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดอาจลดลงเพียง 10% เมื่อความสว่างลดลง 80% แบตเตอรี่คุณภาพต่ำจะลดแรงดันไฟฟ้าเร็วขึ้นเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดพลังงานที่มีอยู่ ผลผลิตลดลงจาก 70% เหลือ 50% หรือแม้แต่เพียง 25% เท่านั้น

ไมโครอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูล PV ทำงานที่ MPP ในเวลาใดก็ตาม เพื่อให้สามารถรับพลังงานสูงสุดจากโมดูล PV ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ลูปควบคุมจุดพลังงานสูงสุดหรือที่เรียกว่าตัวติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT) การบรรลุอัตราส่วนการติดตาม MPP ที่สูงยังกำหนดให้ระลอกแรงดันเอาท์พุต PV มีขนาดเล็กเพียงพอเพื่อให้กระแส PV ไม่เปลี่ยนแปลงมากเกินไปเมื่อทำงานใกล้กับจุดกำลังสูงสุด

โดยทั่วไปช่วงแรงดันไฟฟ้า MPP ของโมดูล PV สามารถกำหนดได้ในช่วง 25V ถึง 45V โดยมีการผลิตไฟฟ้าประมาณ 250W และแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดต่ำกว่า 50V

การใช้และการบำรุงรักษา:

ใช้

1. เชื่อมต่อและติดตั้งอุปกรณ์อย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนดการใช้งานอินเวอร์เตอร์และคำแนะนำในการบำรุงรักษา ระหว่างการติดตั้งคุณควรตรวจสอบอย่างรอบคอบ: เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ ไม่ว่าส่วนประกอบและอาคารผู้โดยสารจะหลวมระหว่างการขนส่งหรือไม่ ไม่ว่าชิ้นส่วนฉนวนจะมีฉนวนอย่างดีหรือไม่ การต่อสายดินของระบบเป็นไปตามข้อบังคับหรือไม่

2. ควรใช้อินเวอร์เตอร์และใช้งานอย่างเคร่งครัดตามคำแนะนำในการใช้งานและการบำรุงรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: ก่อนเปิดเครื่องควรสังเกตว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเป็นปกติหรือไม่ ระหว่างการใช้งาน ควรสังเกตว่าลำดับการเปิดและปิดเครื่องถูกต้องหรือไม่ และสัญญาณของแต่ละมิเตอร์และไฟแสดงสถานะเป็นปกติหรือไม่

3. โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์จะมีการป้องกันอัตโนมัติสำหรับการลัดวงจร กระแสเกิน แรงดันไฟเกิน ความร้อนสูงเกินไป และรายการอื่น ๆ ดังนั้นเมื่อปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้น ไม่จำเป็นต้องปิดเครื่องด้วยตนเอง โดยทั่วไปจุดป้องกันของการป้องกันอัตโนมัติจะตั้งไว้ที่โรงงานและไม่จำเป็นต้องปรับอีกครั้ง

4. ตู้อินเวอร์เตอร์มีไฟฟ้าแรงสูง โดยทั่วไปผู้ปฏิบัติงานไม่ได้รับอนุญาตให้เปิดประตูตู้ และควรล็อคประตูตู้ตามเวลาปกติ

5. เมื่ออุณหภูมิห้องเกิน 30°C ควรใช้มาตรการกระจายความร้อนและความเย็นเพื่อป้องกันความล้มเหลวของอุปกรณ์และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

การบำรุงรักษาและการตรวจสอบ

1. ตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอว่าสายไฟของแต่ละส่วนของอินเวอร์เตอร์มีความแน่นหนาหรือไม่ และมีการหลวมหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ควรตรวจสอบพัดลม โมดูลจ่ายไฟ เทอร์มินัลอินพุต เทอร์มินัลเอาท์พุต และการต่อสายดินอย่างระมัดระวัง

2. เมื่อปิดสัญญาณเตือนแล้ว จะไม่สามารถเริ่มทำงานได้ทันที ควรค้นหาสาเหตุและซ่อมแซมก่อนที่จะสตาร์ท การตรวจสอบควรดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในคู่มือการบำรุงรักษาอินเวอร์เตอร์

3. ผู้ปฏิบัติงานต้องได้รับการฝึกอบรมพิเศษและสามารถระบุสาเหตุของความผิดพลาดทั่วไปและกำจัดสิ่งเหล่านั้นได้ เช่น การเปลี่ยนฟิวส์ ส่วนประกอบ และแผงวงจรที่เสียหายอย่างชำนาญ บุคลากรที่ไม่ผ่านการฝึกอบรมจะไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานอุปกรณ์

4. หากเกิดอุบัติเหตุที่ยากจะกำจัดหรือสาเหตุของอุบัติเหตุไม่ชัดเจน ควรเก็บบันทึกรายละเอียดของอุบัติเหตุไว้และแจ้งให้ผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์ทราบเพื่อแก้ไขปัญหาอย่างทันท่วงที