De Moment ass de photovoltaesche Stroumversuergungssystem a China haaptsächlech en DC-System, dat d'elektresch Energie, déi vun der Solarbatterie generéiert gëtt, opluet, an d'Batterie liwwert direkt Stroum un d'Laascht. Zum Beispill sinn d'Solarbeliichtungssystem fir Haushalter am Nordweste vu China an d'Stroumversuergungssystem fir Mikrowellen, déi wäit vum Stroumnetz ewech sinn, all DC-Systemer. Dës Zort System huet eng einfach Struktur a niddreg Käschten. Wéinst den ënnerschiddleche DC-Spannungen vun der Laascht (wéi 12V, 24V, 48V, etc.) ass et awer schwéier, eng Standardiséierung a Kompatibilitéit vum System z'erreechen, besonnesch fir zivil Stroumversuergung, well déi meescht AC-Laaschten mat DC-Stroumversuergung benotzt ginn. Et ass schwéier fir d'photovoltaesch Stroumversuergung, fir Stroum als Wuer op de Maart ze bréngen. Zousätzlech wäert d'photovoltaesch Stroumversuergung schlussendlech e Stroumnetzverbindungsbetrieb erreechen, wat e reife Maartmodell muss adoptéieren. An Zukunft wäerten AC-photovoltaesch Stroumversuergungssystemer zum Mainstream vun der photovoltaescher Stroumversuergung ginn.
Ufuerderunge fir d'Stroumversuergung vun engem Photovoltaik-Stroumsystem fir d'Inverter-Stroumversuergung
De photovoltaesche Stroumgeneratiounssystem, deen Wiesselstroum benotzt, besteet aus véier Deeler: e Photovoltaik-Array, e Lade- an Entladungscontroller, eng Batterie an e Wechselrichter (e Stroumgeneratiounssystem, dat un d'Stroumnetz ugeschloss ass, kann am Allgemengen d'Batterie spueren), an de Wechselrichter ass de Schlësselkomponent. Photovoltaik huet méi héich Ufuerderungen un Wechselrichter:
1. Eng héich Effizienz ass noutwendeg. Wéinst dem héije Präis vu Solarzellen am Moment ass et néideg, d'Effizienz vum Inverter ze verbesseren, fir d'Notzung vu Solarzellen ze maximéieren an d'Systemeffizienz ze verbesseren.
2. Eng héich Zouverlässegkeet ass erfuerderlech. Am Moment gi photovoltaesch Stroumversuergungssystemer haaptsächlech a wäit ewechgeleeëne Gebidder benotzt, a vill Kraaftwierker ginn net iwwerwaacht a gi net ënnerhalen. Dëst erfuerdert eng vernünfteg Schaltungsstruktur vum Inverter, eng strikt Komponentenauswiel, a verlaangt datt de Inverter verschidde Schutzfunktiounen huet, wéi zum Beispill de Schutz géint d'Polaritéit vun der DC-Inputverbindung, de Schutz géint den AC-Output-Kuerzschluss, Iwwerhëtzungs-, Iwwerlaaschtungsschutz, etc.
3. D'DC-Inputspannung muss e breede Spektrum vun der Adaptatioun hunn. Well d'Templatespannung vun der Batterie sech mat der Belaaschtung an der Intensitéit vum Sonneliicht ännert, obwuel d'Batterie en entscheedenden Afloss op d'Batteriespannung huet, schwankt d'Batteriespannung mat der Ännerung vun der Reschtkapazitéit an dem internen Widderstand vun der Batterie. Besonnesch wann d'Batterie altert, variéiert hir Terminalspannung staark. Zum Beispill kann d'Templatespannung vun enger 12 V Batterie vun 10 V bis 16 V variéieren. Dëst erfuerdert datt den Inverter mat enger méi grousser DC funktionéiert. Séchert en normale Betrib am Inputspannungsberäich an d'Stabilitéit vun der AC-Ausgangsspannung.
4. A photovoltaesche Stroumgeneratiounssystemer mat mëttlerer a grousser Kapazitéit soll d'Ausgab vun der Inverter-Stroumversuergung eng Sinuswell mat manner Verzerrung sinn. Dëst läit dorun, datt a Systemer mat mëttlerer a grousser Kapazitéit, wann eng Quadratwellekraaft benotzt gëtt, d'Ausgab méi harmonesch Komponenten enthält, an héich Harmonesch zousätzlech Verloschter generéieren. Vill photovoltaesch Stroumgeneratiounssystemer si mat Kommunikatiouns- oder Instrumentéierungsausrüstung gelueden. D'Ausrüstung huet méi héich Ufuerderungen un d'Qualitéit vum Stroumnetz. Wann déi photovoltaesch Stroumgeneratiounssystemer mat mëttlerer a grousser Kapazitéit un d'Stroumnetz ugeschloss sinn, muss de Inverter och e Sinuswellestroum ausginn, fir Stroumverschmotzung mam ëffentleche Stroumnetz ze vermeiden.
Den Inverter konvertéiert Gläichstroum an Wiesselstroum. Wann d'Gläichstroumspannung niddreg ass, gëtt se vun engem Wiesselstroumtransformator verstäerkt, fir eng Standard Wiesselstroumspannung a Frequenz ze kréien. Bei Inverter mat grousser Kapazitéit brauch den Wiesselstroumausgang wéinst der héijer Gläichstroumbusspannung am Allgemengen keen Transformator, fir d'Spannung op 220V ze erhéijen. Bei Inverter mat mëttlerer a klenger Kapazitéit ass d'Gläichstroumspannung relativ niddreg, wéi zum Beispill 12V. Fir 24V muss e Boost-Schaltkrees entwéckelt ginn. Inverter mat mëttlerer a klenger Kapazitéit enthalen am Allgemengen Push-Pull-Inverter-Schaltkreesser, Vollbréck-Inverter-Schaltkreesser an Héichfrequenz-Boost-Inverter-Schaltkreesser. Push-Pull-Schaltkreesser verbannen den Nullstecker vum Boosttransformator mat der positiver Stroumversuergung, an zwee Verlängerungsréier schaffen ofwiesselnd, Wiesselstroum gëtt aus, well d'Leeschtungstransistoren un de gemeinsame Buedem ugeschloss sinn, d'Undriffs- a Steierschaltkreesser einfach sinn, an well den Transformator eng gewëssen Leckinduktivitéit huet, kann en de Kuerzschlussstroum limitéieren, wouduerch d'Zouverlässegkeet vum Schaltkrees verbessert gëtt. Den Nodeel ass, datt d'Transformatorauslastung niddreg ass an d'Fäegkeet fir induktiv Lasten unzedreiwen schlecht ass.
De Vollbréck-Inverter-Schaltkrees iwwerwënnt d'Nodeeler vum Push-Pull-Schaltkrees. Den Leeschtungstransistor passt d'Ausgangspulsbreet un, an den effektiven Wäert vun der Ausgangs-Wiesselspannung ännert sech deementspriechend. Well de Schaltkrees eng Fräilafschleef huet, gëtt d'Ausgangsspannungswellenform och bei induktive Lasten net verzerrt. Den Nodeel vun dësem Schaltkrees ass, datt d'Leeschtungstransistoren vum ieweschten an ënneschten Aarm sech net d'Äerd deelen, sou datt e speziellen Undriffsschaltkrees oder eng isoléiert Stroumversuergung benotzt muss ginn. Zousätzlech, fir déi gemeinsam Leedung vum ieweschten an ënneschten Bréckaarm ze verhënneren, muss e Schaltkrees sou konzipéiert ginn, datt et ausgeschalt an dann ageschalt ka ginn, dat heescht, eng Doudezäit muss agestallt ginn, an d'Schaltkreesstruktur ass méi komplizéiert.
D'Ausgab vum Push-Pull-Schaltkrees a vum Vollbréckschaltkrees muss en Step-Up-Transformator derbäigesat ginn. Well de Step-Up-Transformator grouss, niddreg effizient a méi deier ass, gëtt mat der Entwécklung vun der Leeschtungselektronik an der Mikroelektroniktechnologie eng Héichfrequenz-Step-Up-Konversiounstechnologie benotzt fir eng Réckwärtsreduktioun z'erreechen. Dëst kann eng héich Leeschtungsdicht-Inverter realiséieren. De Frontstufe-Boost-Schaltkrees vun dësem Inverter-Schaltkrees benotzt eng Push-Pull-Struktur, awer d'Aarbechtsfrequenz ass iwwer 20 kHz. De Boost-Transformator benotzt en héichfrequent Magnéitkärmaterial, sou datt e kleng a liicht ass. No der Héichfrequenz-Inversioun gëtt en iwwer en Héichfrequenz-Transformator an Héichfrequenz-Wiesselstroum ëmgewandelt, an dann gëtt Héichspannungsgläichstroum (normalerweis iwwer 300 V) iwwer e Héichfrequenz-Gleichrichterfilterschaltkrees kritt an dann iwwer e Stroumfrequenz-Inverterschaltkrees ëmgedréit.
Mat dëser Schaltungsstruktur gëtt d'Leeschtung vum Inverter däitlech verbessert, de Leerlaaschtverloscht vum Inverter gëtt entspriechend reduzéiert an d'Effizienz gëtt verbessert. Den Nodeel vum Schaltung ass, datt de Schaltung komplizéiert ass an d'Zouverlässegkeet méi niddreg ass wéi déi vun den zwou uewe genannten Schaltungen.
Kontrollkrees vum Inverterkrees
Déi Haaptschaltkreesser vun den uewe genannten Inverter mussen all iwwer eng Kontrollschaltung realiséiert ginn. Am Allgemengen ginn et zwou Kontrollmethoden: Quadratwelle a positiv a schwaach Welle. D'Inverter-Stroumversuergungsschaltung mat Quadratwellenausgang ass einfach, bëlleg, awer niddreg an Effizienz a grouss an harmonesche Komponenten. Sinuswellenausgang ass den Entwécklungstrend vun Inverter. Mat der Entwécklung vun der Mikroelektroniktechnologie sinn och Mikroprozessoren mat PWM-Funktiounen erauskomm. Dofir ass d'Invertertechnologie fir Sinuswellenausgang reif ginn.
1. Inverter mat Quadratwellenausgang benotzen de Moment meeschtens integréiert Schaltunge mat Pulsbreetmodulatioun, wéi SG 3 525, TL 494 usw. D'Praxis huet bewisen, datt d'Benotzung vun integréierte Schaltunge SG3525 an d'Benotzung vun Power FETs als Schaltleistungskomponenten relativ héich Leeschtung a Präisser fir Inverter erreeche kënnen. Well den SG3525 d'Fäegkeet huet, Power FETs direkt unzedreiwen an eng intern Referenzquell an en Operatiounsverstärker souwéi eng Ënnerspannungsschutzfunktioun huet, ass säi Peripherieschaltung ganz einfach.
2. Den integréierte Schaltkrees vum Inverter mat Sinuswellenausgang, de Steierkrees vum Inverter mat Sinuswellenausgang kann vun engem Mikroprozessor gesteiert ginn, wéi zum Beispill den 80 C 196 MC, deen vun der INTEL Corporation produzéiert gëtt, a vun der Motorola Company produzéiert gëtt. MP 16 a PI C 16 C 73, déi vun der MI-CRO CHIP Company produzéiert ginn, etc. Dës Single-Chip Computere hunn e puer PWM Generatoren a kënnen déi iewescht an déi iewescht Bréckearm astellen. Wärend der Totzäit gëtt den 80 C 196 MC vun der Firma INTEL benotzt fir de Sinuswellenausgangskrees ze realiséieren, den 80 C 196 MC fir d'Generatioun vum Sinuswellensignal ofzeschléissen an d'AC-Ausgangsspannung z'entdecken fir eng Spannungsstabiliséierung z'erreechen.
Auswiel vun den Energieversuergungsapparater am Haaptkrees vum Inverter
D'Wiel vun den Haaptkomponenten vun der EnergieversuergungInverterass ganz wichteg. Aktuell sinn déi meescht benotzt Leeschtungskomponenten Darlington-Leeschtungstransistoren (BJT), Leeschtungsfeldeffekttransistoren (MOS-F ET), isoléiert Gatetransistoren (IGB). T) an Turn-Off-Thyristor (GTO), etc. Déi meescht benotzt Komponenten a klengkapazitéierten Nidderspannungssystemer sinn MOS FET, well MOS FET e méi niddrege Spannungsoffall am On-State an eng méi héich Schaltfrequenz huet. D'Schaltfrequenz vun IG BT gëtt allgemeng an Héichspannungs- a Grousskapazitéitssystemer benotzt. Dëst ass well den On-State-Widderstand vum MOS FET mat der Erhéijung vun der Spannung eropgeet, an IG BT huet a Systemer mat mëttlerer Kapazitéit e gréissere Virdeel, während a Systemer mat supergrousser Kapazitéit (iwwer 100 kVA) GTOs allgemeng als Leeschtungskomponenten benotzt ginn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 21. Oktober 2021
