¿Cuál es la perspectiva del mercado de los inversores fotovoltaicos conectados a la red?
1. Se requiere alta eficiencia. Debido al alto precio actual de las células solares, para maximizar el uso de las células solares y mejorar la eficiencia del sistema, es necesario encontrar formas de mejorar la eficiencia del inversor.
2. Se requiere alta confiabilidad. En la actualidad, los sistemas de generación de energía fotovoltaica se utilizan principalmente en áreas remotas y muchas centrales eléctricas no reciben atención para su mantenimiento. Esto requiere que el inversor tenga una estructura de circuito razonable, una selección estricta de componentes y una variedad de funciones de protección, como la polaridad de CC de entrada. protección contra polaridad inversa, protección contra cortocircuitos de salida de CA, protección contra sobrecalentamiento y sobrecarga, etc.
3. Se requiere que el voltaje de entrada CC tenga un amplio rango de adaptabilidad. Dado que el voltaje terminal de una celda solar cambia con los cambios en la carga y la intensidad de la luz solar, aunque la batería juega un papel importante en el voltaje de la celda solar, el voltaje de la batería fluctúa con los cambios en la capacidad restante y la resistencia interna de la batería. , especialmente cuando una batería envejece, el voltaje de sus terminales cambia mucho, como en una batería de 12 V, que puede variar entre 10 V y 16 V.
4. En sistemas de generación de energía fotovoltaica de mediana y gran capacidad, la salida de la fuente de alimentación del inversor debe ser una onda sinusoidal con pequeña distorsión. Esto se debe a que en sistemas de mediana y gran capacidad, si se utiliza una fuente de alimentación de onda cuadrada, la salida contendrá más componentes armónicos y los armónicos de alto orden provocarán pérdidas adicionales. Muchos sistemas de generación de energía fotovoltaica están cargados con equipos de comunicación o instrumentación, lo que requiere una mayor calidad de la red eléctrica. Cuando se conectan a la red sistemas de generación de energía fotovoltaica de mediana y gran capacidad, para evitar la contaminación eléctrica de la red pública, el inversor también debe generar una corriente de onda sinusoidal.
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Principio de funcionamiento
El inversor convierte la energía CC en energía CA. Si el voltaje CC es bajo, el transformador de CA lo aumenta. para obtener el voltaje y la frecuencia de CA estándar. Para inversores de gran capacidad, debido al alto voltaje del bus de CC, la salida de CA generalmente puede alcanzar los 220 V sin necesidad de aumentar el transformador. Para inversores de pequeña y mediana capacidad, el voltaje de CC es bajo, como 12 V, 24 V, por lo que es necesario diseñar un circuito de refuerzo.
Generalmente, existen tres tipos de inversores de pequeña y mediana capacidad: inversor push-pull, inversor de puente completo e inversor boost de alta frecuencia. En un inversor push-pull, el enchufe neutro del transformador elevador está conectado a la fuente de alimentación positiva y los dos tubos de alimentación funcionan alternativamente para generar corriente alterna. Dado que el transistor de velocidad del inversor fotovoltaico conectado a la red está conectado a tierra, los circuitos de accionamiento y control son sencillos. Además, el transformador tiene una cierta inductancia de fuga, que puede limitar la corriente de cortocircuito, mejorando así la confiabilidad del circuito. Sus desventajas son la baja utilización del transformador y la escasa capacidad para controlar cargas inductivas.
El circuito inversor de puente completo supera las deficiencias del circuito push-pull Cuando el transistor de potencia ajusta el ancho del pulso de salida, el valor efectivo del voltaje de CA de salida cambia. Dado que este circuito tiene un circuito libre, la forma de onda del voltaje de salida no se distorsionará incluso para cargas inductivas. La desventaja de este circuito es que los transistores de potencia de los brazos del puente superior e inferior no están conectados a tierra y se requiere un circuito de accionamiento especial o una fuente de alimentación aislada. Además, para evitar que los brazos del puente superior e inferior se enciendan al mismo tiempo, es necesario diseñar un circuito que primero se apague y luego se encienda, es decir, se debe establecer un tiempo muerto, y el La estructura del circuito es compleja.
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Operación del circuito de control
El circuito principal del inversor anterior debe realizarse a través del circuito de control. Generalmente existen dos métodos de control: onda cuadrada y onda sinusoidal. El circuito de alimentación del inversor de salida de onda cuadrada es simple y de bajo costo, pero tiene baja eficiencia y grandes componentes armónicos. La salida de onda sinusoidal es la tendencia de desarrollo de los inversores. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica, también han aparecido uno tras otro microprocesadores con funciones PWM, por lo que la tecnología de inversor para salida de onda sinusoidal ha madurado.
1. Inversor de salida de onda cuadrada
Actualmente, los circuitos integrados PWM, como SG3525 y TL494, son ampliamente utilizados en inversores de salida de onda cuadrada. La práctica ha demostrado que el uso de circuitos integrados SG3525 y transistores de efecto de campo de potencia como componentes de potencia de conmutación puede lograr un inversor rentable y de alto rendimiento. Dado que el SG3525 tiene la capacidad de controlar directamente transistores de efecto de campo de potencia y tiene las funciones de fuente de referencia interna, amplificador operacional y protección contra subtensión, su circuito periférico es muy simple.
2. Inversor de salida de onda sinusoidal
2. Circuito integrado de control del inversor de salida de onda sinusoidal, inversor de salida de onda sinusoidal, su circuito de control puede controlarse mediante un microprocesador, por ejemplo, producido 80C196MC. de INTEL, MP16 producido por Motorola, PIC16C73 producido por Mi-Crochip, etc., todos tienen generadores PWM multicanal. El tiempo muerto entre los brazos del puente superior e inferior se puede configurar. El circuito de salida de onda sinusoidal se implementa mediante 80C196MC de INTEL. La señal de onda sinusoidal se genera mediante 80C196MC y se detecta el voltaje de salida de CA para lograr la regulación de voltaje.
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Selección de los componentes de alimentación del circuito principal
La selección de los componentes de alimentación principales del inversor es muy importante. Actualmente se utilizan muchos componentes de potencia, como el transistor de potencia Linden (BJT), el transistor de efecto de campo de potencia (MOS-FET), el transistor de puerta aislada (IGBT) y el tiristor de apagado (GTO). , MOS-FET es el dispositivo más utilizado en sistemas de baja capacidad y bajo voltaje. Dado que MOSFET tiene una menor caída de voltaje en estado encendido y una mayor frecuencia de conmutación, los módulos IGBT generalmente se usan en sistemas de alto voltaje y gran capacidad. Esto se debe a que la resistencia en estado encendido del MOSFET aumenta a medida que aumenta el voltaje, los IGBT tienen mayores ventajas en sistemas de capacidad media y el GTO se usa generalmente como componente de energía en sistemas de capacidad ultragrande (por encima de 100 kVA).
Inversor solar fotovoltaico conectado a la red El inversor fotovoltaico SolarMax tiene especificaciones completas, que incluyen un inversor en serie de baja potencia y un inversor centralizado de alta potencia. Con el rápido desarrollo del mercado de generación de energía fotovoltaica de China, cada vez más clientes chinos utilizarán los inversores SolarMax.