Attualmente, u sistema di generazione di energia fotovoltaica di China hè principarmenti un sistema DC, chì hè di carricà l'energia elettrica generata da a bateria solare, è a bateria furnisce direttamente energia à a carica. Per esempiu, u sistema di illuminazione solare di a casa in u norduvestu di a Cina è u sistema di furnimentu di l'energia di a stazione di microonde luntanu da a reta sò tutti un sistema DC. Stu tipu di sistema hà una struttura simplice è low cost. Tuttavia, per via di e diverse tensioni di carica DC (cum'è 12V, 24V, 48V, etc.), hè difficiule di ottene a standardizazione è a cumpatibilità di u sistema, soprattuttu per u putere civile, cum'è a maiò parte di i carichi AC sò usati cù u putere DC. . Hè difficiuli per l'alimentazione fotovoltaica per furnisce l'electricità per entra in u mercatu cum'è una merce. In più, a generazione di energia fotovoltaica hà da ottene u funziunamentu cunnessu à a rete, chì deve aduttà un mudellu di mercatu maturu. In u futuru, i sistemi di generazione di energia fotovoltaica AC diventeranu u mainstream di generazione di energia fotovoltaica.
I requisiti di u sistema di generazione di energia fotovoltaica per l'alimentazione di l'inverter
U sistema di generazione di energia fotovoltaica utilizendu a putenza AC hè custituita da quattru parti: array fotovoltaicu, controller di carica è scaricamentu, batteria è inverter (u sistema di generazione di energia cunnessu à a rete pò generalmente salvà a bateria), è l'inverter hè u cumpunente chjave. U fotovoltaicu hà esigenze più altu per l'inverter:
1. High efficienza hè necessariu. A causa di l'altu prezzu di e cellule sulari in u presente, per maximizà l'usu di e cellule solari è migliurà l'efficienza di u sistema, hè necessariu di pruvà à migliurà l'efficienza di l'inverter.
2. High reliability hè necessariu. Attualmente, i sistemi di generazione di energia fotovoltaica sò principarmenti utilizati in i zoni remoti, è parechje stazioni di energia sò senza assistenza è mantinuti. Questu hè bisognu di l'inverter per avè una struttura di circuitu raghjone, una selezzione stretta di cumpunenti, è esige chì l'inverter hà diverse funzioni di prutezzione, cum'è a prutezzione di cunnessione di polarità DC d'entrata, a prutezzione di cortu circuitu di output AC, surriscaldamentu, prutezzione di sovraccarichi, etc.
3. U voltage input DC hè nicissarii à avè una larga gamma di adattazione. Siccomu a tensione terminale di a bateria cambia cù a carica è l'intensità di a luce di u sole, ancu s'è a bateria hà un effettu impurtante nantu à a tensione di a bateria, a tensione di a bateria fluttua cù u cambiamentu di a capacità restante di a batteria è a resistenza interna. In particulare quandu a bateria hè invechjata, u so voltage terminal varia assai. Per esempiu, a tensione di terminale di una bateria 12 V pò varià da 10 V à 16 V. Questu hè bisognu di l'inverter per operare à un DC più grande Assicurà u funziunamentu normale in a gamma di tensione d'ingressu è assicurà a stabilità di a tensione di output AC.
4. In i sistemi di generazione di energia fotovoltaica di capacità media è grande, l'output di l'alimentazione di l'inverter deve esse una onda sinusoidale cù menu distorsione. Questu hè chì in i sistemi di capacità media è grande, se a putenza d'onda quadra hè aduprata, l'output cuntene più cumpunenti armonichi, è l'armonichi più alti generanu perdite supplementari. Parechji sistemi di generazione di energia fotovoltaica sò carricati cù l'equipaggiu di cumunicazione o di strumentazione. L'equipaggiu hà esigenze più altu nantu à a qualità di a rete elettrica. Quandu i sistemi di generazione di energia fotovoltaica di media è grande capacità sò cunnessi à a reta, per evità a contaminazione di l'energia cù a reta publica, l'inverter hè ancu necessariu di pruduce una corrente sinusoidale.
L'inverter converte a corrente diretta in corrente alternata. Se a tensione di corrente diretta hè bassa, hè aumentata da un trasformatore di corrente alternante per ottene una tensione è frequenza di corrente alternata standard. Per inverter di grande capacità, per via di l'alta tensione di bus DC, l'output AC in generale ùn hà micca bisognu di un transformatore per spinta a tensione à 220V. In l'inverter di capacità media è chjuca, a tensione DC hè relativamente bassu, cum'è 12V, Per 24V, un circuitu di spinta deve esse designatu. Inverter di capacità media è chjuca includenu in generale circuiti inverter push-pull, circuiti inverter full-bridge è circuiti inverter boost d'alta frequenza. I circuiti Push-pull culliganu u plug neutru di u trasformatore boost à l'alimentu pusitivu, è dui tubi di putenza Alternate u travagliu, l'output AC putenza, perchè i transistors di putenza sò culligati à a terra cumuna, i circuiti di guida è di cuntrollu sò simplici, è perchè u transformatore hà una certa inductance di fuga, pò limità a currente di cortu-circuit, migliurà cusì l'affidabilità di u circuitu. U svantaghju hè chì l'utilizazione di u trasformatore hè bassa è a capacità di guidà carichi induttivi hè povira.
U circuitu inverter full-ponte supera i difetti di u circuitu push-pull. U transistor di putenza aghjusta a larghezza di l'impulsu di output, è u valore efficace di a tensione AC di output cambia in cunseguenza. Perchè u circuitu hà un loop freewheeling, ancu per carichi induttivi, a forma d'onda di tensione di output ùn serà micca distorta. U svantaghju di stu circuitu hè chì i transistori di putenza di l'armi superiore è inferiore ùn sparte micca a terra, cusì deve esse usatu un circuitu d'accionamentu dedicatu o una fonte d'energia isolata. Inoltre, per impediscenu a cunduzzione cumuna di l'armi di u ponte superiore è inferjuri, un circuitu deve esse disignatu per esse disattivatu è poi accenditu, vale à dì, un tempu mortu deve esse stabilitu, è a struttura di u circuitu hè più cumplicata.
L'output di u circuitu push-pull è u circuitu full-bridge deve aghjunghje un trasformatore step-up. Perchè u trasformatore step-up hè grande in grandezza, bassu in efficienza, è più caru, cù u sviluppu di l'elettronica di putere è a tecnulugia di microelectronics, a tecnulugia di cunversione step-up d'alta freccia hè aduprata per ottene reverse Si pò realizà inverter di densità di putenza alta. U circuitu di spinta di fronte di stu circuitu inverter adopta una struttura push-pull, ma a frequenza di travagliu hè sopra à 20KHz. U trasformatore di spinta adopta materiale di core magneticu d'alta freccia, cusì hè chjucu in grandezza è ligeru in pesu. Dopu à l'inversione d'alta freccia, hè cunvertita in corrente alternata d'alta freccia attraversu un trasformatore d'alta freccia, è dopu u currente direttu d'alta tensione (in generale sopra 300V) hè ottenutu per mezu di un circuitu di filtru di rettificatore d'alta frequenza, è dopu invertitu attraversu un circuitu di inverter di frequenza di putenza.
Cù sta struttura di circuitu, u putere di l'inverter hè assai migliuratu, a perdita senza carica di l'inverter hè ridutta in modu currispundente, è l'efficienza hè migliurata. U svantaghju di u circuitu hè chì u circuitu hè cumplicatu è l'affidabilità hè più bassu di i dui circuiti sopra.
Circuitu di cuntrollu di circuitu inverter
I circuiti principali di l'inverter sopra-mintuatu tutti deve esse realizatu da un circuitu di cuntrollu. In generale, ci sò dui metudi di cuntrollu: onda quadra è onda pusitiva è debule. U circuitu di alimentazione di l'inverter cù a pruduzzioni d'onda quadrata hè simplice, pocu costu, ma pocu efficienza è grande in cumpunenti armonichi. . L'output sinusoidale hè a tendenza di sviluppu di l'inverter. Cù u sviluppu di a tecnulugia di microelettronica, i microprocessori cù funzioni PWM sò ancu esce. Per quessa, a tecnulugia inverter per l'output sinusoidale hè maturata.
1. Inverters cù output d'onda quadrata attualmente usanu principalmente circuiti integrati di modulazione di larghezza di impulsi, cum'è SG 3 525, TL 494 è cusì. A pratica hà dimustratu chì l'usu di circuiti integrati SG3525 è l'usu di FET di putenza cum'è cumpunenti di putenza di commutazione ponu ottene un rendimentu relativamente altu è inverter di prezzu. Perchè SG3525 hà a capacità di guidà direttamente a capacità di FETs di putenza è hà una fonte di riferimentu internu è un amplificatore operativu è una funzione di prutezzione di undervoltage, cusì u so circuitu perifericu hè assai simplice.
2. U circuit integratu di cuntrollu di l'inverter cù a pruduzzioni d'onda sinusoidale, u circuitu di cuntrollu di l'inverter cù a pruduzzioni d'onda sinusoidale pò esse cuntrullata da un microprocessore, cum'è 80 C 196 MC pruduciutu da INTEL Corporation, è pruduciutu da Motorola Company. MP 16 è PI C 16 C 73 pruduciutu da MI-CRO CHIP Company, etc. Questi computers single-chip anu parechje generatori PWM, è ponu stabilisce l'armi di u ponte superiore è superiore. Duranti u tempu mortu, aduprate l'80 C 196 MC di a cumpagnia INTEL per realizà u circuitu di output d'onda sinusoidale, 80 C 196 MC per compie a generazione di signali d'onda sinusoidale, è detectà a tensione di output AC per ottene stabilizazione di Tensione.
Selezzione di Dispositivi Power in u Circuit Principale di l'Inverter
L'scelta di i cumpunenti principali di u putereinverterhè assai impurtante. Attualmente, i cumpunenti di putenza più utilizati includenu transistori di putenza Darlington (BJT), transistori d'effettu di campu di putenza (MOS-F ET), transistori di porta isolati (IGB). T) è turn-off tiristore (GTO), etc., i dispusitivi più utilizati in sistemi di bassa tensione di capacità chjuca sò MOS FET, perchè MOS FET hà una caduta di tensione in u statu più bassa è più altu A frequenza di commutazione di IG BT hè generalmente. usatu in sistemi high-voltage è grande capacità. Questu hè chì a resistenza di u statu di MOS FET aumenta cù l'aumentu di a tensione, è IG BT hè in sistemi di capacità media occupa un vantaghju maiò, mentre chì in sistemi di capacità super-grande (sopra 100 kVA), i GTO sò generalmente usati. cum'è cumpunenti di putenza.
Tempu di pubblicazione: 21 ottobre 2021
