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 Nordu-Ovest 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, in particulare per u putere civile, cum'è a maiò parte di e 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.Inoltre, 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.Inverters 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, a putenza AC di output, perchè i transistori di putenza sò culligati à a terra cumuna, i circuiti di cuntrolli 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 designatu 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 segnali d'onda sinusoidale, è detectà a tensione di output AC per ottene stabilizazione di Tensione.
Selezzione di Dispositivi Power in u Circuitu Principale di l'Inverter
A 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
