El principio de funcionamiento del inversor:
El núcleo del dispositivo inversor es el circuito del interruptor inversor, que se denomina abreviadamente circuito inversor.El circuito completa la función inversor encendiendo y apagando el interruptor electrónico de potencia.
Características:
(1) Se requiere alta eficiencia.
Debido al alto precio actual de las células solares, para maximizar la utilización de las células solares y mejorar la eficiencia del sistema, debemos intentar mejorar la eficiencia del inversor.
(2) Se requiere una alta confiabilidad.
En la actualidad, el sistema de centrales fotovoltaicas se utiliza principalmente en áreas remotas y muchas centrales eléctricas no reciben atención ni mantenimiento, lo que requiere que el inversor tenga una estructura de circuito razonable, una selección estricta de componentes y que el inversor tenga varias funciones de protección, como como: protección inversa de polaridad de CC de entrada, protección contra cortocircuitos de salida de CA, protección contra sobrecalentamiento, protección contra sobrecarga, etc.
(3) Se requiere que el voltaje de entrada tenga un rango más amplio de adaptación.
Porque el voltaje terminal de la célula solar varía con la carga y la intensidad de la luz solar.Especialmente cuando la batería está envejeciendo, el voltaje de sus terminales varía ampliamente.Por ejemplo, para una batería de 12 V, el voltaje de sus terminales puede variar entre 10 V y 16 V, lo que requiere que el inversor funcione normalmente dentro de un amplio rango de voltaje de entrada de CC.
Clasificación de inversores fotovoltaicos:
Hay muchas formas de clasificar los inversores.Por ejemplo, según el número de fases de la salida de voltaje CA del inversor, se puede dividir en inversores monofásicos e inversores trifásicos;Dividido en inversores de transistores, inversores de tiristores e inversores de tiristores de apagado.Según el principio del circuito inversor, también se puede dividir en inversor de oscilación autoexcitado, inversor de superposición de onda escalonada e inversor de modulación de ancho de pulso.Según la aplicación en el sistema conectado a la red o en el sistema fuera de la red, se puede dividir en inversor conectado a la red e inversor fuera de la red.Para facilitar a los usuarios de optoelectrónica la elección de los inversores, aquí sólo se clasifican los inversores según las diferentes ocasiones aplicables.
1. Inversor centralizado
La tecnología del inversor centralizado consiste en que se conectan varias cadenas fotovoltaicas en paralelo a la entrada CC de un mismo inversor centralizado.Generalmente, los módulos de potencia IGBT trifásicos se utilizan para alta potencia y transistores de efecto de campo para baja potencia.El DSP convierte el controlador para mejorar la calidad de la energía generada, acercándola mucho a una corriente de onda sinusoidal, normalmente utilizada en sistemas para grandes plantas de energía fotovoltaica (>10kW).La característica más importante es que la potencia del sistema es alta y el costo es bajo, pero debido a que el voltaje de salida y la corriente de diferentes cadenas fotovoltaicas a menudo no coinciden completamente (especialmente cuando las cadenas fotovoltaicas están parcialmente bloqueadas debido a la nubosidad, la sombra o las manchas). , etc.), se adopta el inversor centralizado.El cambio de vía conducirá a la reducción de la eficiencia del proceso inversor y la disminución de la energía de los usuarios de electricidad.Al mismo tiempo, la fiabilidad de la generación de energía de todo el sistema fotovoltaico se ve afectada por el mal estado de funcionamiento de un grupo de unidades fotovoltaicas.La última dirección de investigación es el uso del control de modulación vectorial espacial y el desarrollo de nuevas conexiones topológicas de inversores para obtener una alta eficiencia en condiciones de carga parcial.
2. Inversor de cadena
El inversor string se basa en el concepto modular.Cada cadena fotovoltaica (1-5kw) pasa a través de un inversor, tiene el seguimiento del pico de potencia máxima en el lado de CC y está conectada en paralelo en el lado de CA.El inversor más popular del mercado.
Muchas grandes centrales fotovoltaicas utilizan inversores string.La ventaja es que no se ve afectado por las diferencias de módulos y el sombreado entre cadenas y, al mismo tiempo, reduce el desajuste entre el punto de funcionamiento óptimo de los módulos fotovoltaicos y el inversor, aumentando así la generación de energía.Estas ventajas técnicas no sólo reducen el costo del sistema, sino que también aumentan la confiabilidad del sistema.Al mismo tiempo, se introduce el concepto de “maestro-esclavo” entre las cadenas, de modo que el sistema puede conectar varios grupos de cadenas fotovoltaicas entre sí y dejar que uno o varios de ellos funcionen con la condición de que una sola cadena de energía no pueda producir Un solo inversor funciona., produciendo así más electricidad.
El concepto más reciente es que varios inversores formen un "equipo" entre sí en lugar del concepto "maestro-esclavo", lo que hace que la fiabilidad del sistema vaya un paso más allá.En la actualidad, dominan los inversores string sin transformador.
3. Microinversor
En un sistema fotovoltaico tradicional, el extremo de entrada de CC de cada inversor de cadena está conectado en serie mediante unos 10 paneles fotovoltaicos.Cuando se conectan 10 paneles en serie, si uno no funciona bien, esta cadena se verá afectada.Si se utiliza el mismo MPPT para múltiples entradas del inversor, todas las entradas también se verán afectadas, lo que reducirá en gran medida la eficiencia de generación de energía.En aplicaciones prácticas, varios factores de oclusión como nubes, árboles, chimeneas, animales, polvo, hielo y nieve provocarán los factores anteriores, y la situación es muy común.En el sistema fotovoltaico del microinversor, cada panel está conectado a un microinversor.Cuando uno de los paneles no funciona bien, sólo este panel se verá afectado.Todos los demás paneles fotovoltaicos funcionarán de manera óptima, lo que hará que el sistema general sea más eficiente y generará más energía.En aplicaciones prácticas, si el inversor de cadena falla, provocará que varios kilovatios de paneles solares dejen de funcionar, mientras que el impacto del fallo del microinversor es bastante pequeño.
4. Optimizador de energía
La instalación de un optimizador de energía en un sistema de generación de energía solar puede mejorar en gran medida la eficiencia de conversión y simplificar las funciones del inversor para reducir costos.Para implementar un sistema inteligente de generación de energía solar, el optimizador de energía del dispositivo realmente puede hacer que cada célula solar funcione al máximo y monitorear el estado de consumo de la batería en cualquier momento.El optimizador de energía es un dispositivo entre el sistema de generación de energía y el inversor, y su tarea principal es reemplazar la función original de seguimiento del punto de potencia óptima del inversor.El optimizador de energía realiza un escaneo de seguimiento del punto de energía óptimo extremadamente rápido por analogía simplificando el circuito y una sola celda solar corresponde a un optimizador de energía, de modo que cada celda solar realmente pueda lograr el seguimiento del punto de energía óptimo. Además, el estado de la batería puede ser Se monitorea en cualquier momento y en cualquier lugar insertando un chip de comunicación, y el problema se puede informar de inmediato para que el personal correspondiente pueda repararlo lo antes posible.
La función del inversor fotovoltaico.
El inversor no solo tiene la función de conversión CC-CA, sino que también tiene la función de maximizar el rendimiento de la célula solar y la función de protección contra fallas del sistema.En resumen, hay funciones de operación y apagado automático, función de control de seguimiento de potencia máxima, función de operación anti-independiente (para sistemas conectados a la red), función de ajuste automático de voltaje (para sistemas conectados a la red), función de detección de CC (para sistemas conectados a la red). sistema conectado), función de detección de puesta a tierra de CC (para sistemas conectados a la red).A continuación se ofrece una breve introducción a las funciones de operación y apagado automático y a la función de control de seguimiento de potencia máxima.
(1) Operación automática y función de parada
Después del amanecer, la intensidad de la radiación solar aumenta gradualmente y también aumenta la potencia de la célula solar.Cuando se alcanza la potencia de salida requerida por el inversor, el inversor comienza a funcionar automáticamente.Después de entrar en funcionamiento, el inversor controlará la salida del módulo de células solares todo el tiempo.Mientras la potencia de salida del módulo de células solares sea mayor que la potencia de salida requerida para que funcione el inversor, el inversor seguirá funcionando;se detendrá al atardecer, incluso si está nublado y lluvioso.El inversor también puede funcionar.Cuando la salida del módulo de células solares se reduce y la salida del inversor está cerca de 0, el inversor entrará en estado de espera.
(2) Función de control de seguimiento de potencia máxima
La salida de un módulo de células solares varía con la intensidad de la radiación solar y la temperatura del propio módulo de células solares (temperatura del chip).Además, dado que el módulo de células solares tiene la característica de que el voltaje disminuye con el aumento de la corriente, existe un punto de funcionamiento óptimo donde se puede obtener la máxima potencia.La intensidad de la radiación solar está cambiando, y evidentemente también está cambiando el punto óptimo de trabajo.En relación con estos cambios, el punto de funcionamiento del módulo de células solares siempre está en el punto de máxima potencia, y el sistema siempre obtiene la máxima potencia de salida del módulo de células solares.Este control es el control de seguimiento de potencia máxima.La característica más importante de los inversores para sistemas de energía solar es que incluyen la función de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT).
Hora de publicación: 26 de octubre de 2022
