Trenutno je kitajski fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije predvsem DC sistem, ki je polnjenje električne energije, ki jo ustvarja sončna akumulator, baterija pa neposredno napaja obremenitev. Na primer, sistem za razsvetljavo sončne gospodinjstva na severozahodu Kitajske in sistem za napajanje mikrovalovnih postaj daleč stran od omrežja so vsi DC sistem. Ta vrsta sistema ima preprosto strukturo in nizke stroške. Vendar pa je zaradi različnih napetosti DC (na primer 12V, 24V, 48V itd.) Težko doseči standardizacijo in združljivost sistema, zlasti za civilno moč, saj se večina izmeničnih obremenitev uporablja z DC moči. Težko je, da fotovoltaični napajalnik oskrbuje z električno energijo za vstop na trg kot blago. Poleg tega bo fotovoltaična proizvodnja električne energije sčasoma dosegla delovanje, povezano z omrežjem, ki mora sprejeti zrel tržni model. V prihodnosti bodo sistemi za proizvodnjo energije AC postali glavni tok fotovoltaične proizvodnje energije.
Zahteve sistema fotovoltaične električne energije za napajanje pretvornika
Fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije z izhodom iz AC je sestavljen iz štirih delov: fotovoltaični krmilnik matrike, polnjenja in praznjenja, baterijo in pretvornik (sistem za proizvodnjo električne energije, povezan z omrežjem, lahko na splošno shrani baterijo), pretvornik pa je ključna komponenta. Photovoltaic ima višje zahteve za pretvornike:
1. je potrebna visoka učinkovitost. Zaradi visoke cene sončnih celic trenutno, da bi povečali uporabo sončnih celic in izboljšali učinkovitost sistema, je treba poskusiti izboljšati učinkovitost pretvornika.
2. Potrebna je visoka zanesljivost. Trenutno se na oddaljenih območjih večinoma uporabljajo sistemi fotovoltaičnih proizvodnje električne energije, številne elektrarne pa so brez nadzora in vzdrževane. To zahteva, da ima pretvornik razumno strukturo vezja, strogo izbiro komponent in zahteva, da ima pretvornik različne zaščitne funkcije, kot so zaščita vhodne polarnosti vhodne DC, zaščita pred kratkim vezjem izhoda, zaščito pred kratkim vezjem, pregrevanje, zaščito pred preobremenitvijo itd.
3. Vhodna napetost DC je potrebna za širok razpon prilagoditve. Ker se priključna napetost baterije spreminja z obremenitvijo in intenzivnostjo sončne svetlobe, čeprav baterija pomembno vpliva na napetost akumulatorja, napetost akumulatorja niha s spremembo preostale zmogljivosti in notranjega upora. Še posebej, ko se baterija stara, se njegova končna napetost zelo razlikuje. Na primer, terminalna napetost 12 V baterije se lahko spreminja od 10 V do 16 V. To zahteva, da pretvornik deluje pri večjem DC, zagotovi normalno delovanje v območju vhodne napetosti in zagotovi stabilnost izhodne napetosti AC.
4. V sistemih za ustvarjanje fotovoltaične energije srednje in velike zmogljivosti mora biti izhod napajanja pretvornika sinusni val z manj popačenja. To je zato, ker v sistemih srednje in velike zmogljivosti, če se uporablja moč kvadratnega vala, bo izhod vseboval več harmoničnih komponent, višje harmonike pa bodo ustvarile dodatne izgube. Številni fotovoltaični sistemi za proizvodnjo električne energije so naloženi s komunikacijsko ali instrumentacijsko opremo. Oprema ima višje zahteve glede kakovosti električnega omrežja. Kadar so srednje in velike zmogljivosti fotovoltaične sisteme za proizvodnjo električne energije priključeni na omrežje, da bi se izognili onesnaževanju z močjo z javnim omrežjem, je potreben tudi pretvornik za oddajanje sinusnega valovnega toka.
Inverter pretvori neposredni tok v izmenični tok. Če je napetost neposrednega toka nizka, jo poveča transformator izmeničnega toka, da dobi standardno napetost in frekvenco izmeničnega toka. Za pretvornike z veliko zmogljivostjo zaradi visoke napetosti vodila DC izhod AC na splošno ne potrebuje transformatorja za povečanje napetosti na 220 V. V medijskih in majhnih pretvornikih je napetost DC sorazmerno nizka, na primer 12V, za 24V, mora biti zasnovan poveljnik. Srednji in majhni pretvorniki na splošno vključujejo vezja pretvornika push-pulla, vezja pretvornika s polnim mostom in visokofrekvenčno povečanje pretvornikov. Tokokrogi push-pull povezujejo nevtralni vtič transformatorja Boost s pozitivnim napajanjem, dve napajalni cevi pa izmenita delo, ker so napajalni tranzistorji priključeni na skupno zemljo, so pogonski in krmilni vezji preprosta, in ker ima transformator določeno uhajanje, lahko omeji tok kratkega stika in tako izboljša zanesljivost cirtuta. Pomanjkljivost je, da je uporaba transformatorjev nizka in sposobnost vožnje induktivnih obremenitev slaba.
Vezje pretvornika s polnim mostom premaga pomanjkljivosti tokokroga Push-Pull. Močni tranzistor prilagodi širino izhodnega impulza in ustrezno se spreminja učinkovita vrednost izhodne napetosti. Ker ima vezje zanko za prosti koles, tudi za induktivne obremenitve, valovna oblika izhodne napetosti ne bo izkrivljena. Pomanjkljivost tega vezja je, da napajalni tranzistorji zgornje in spodnje roke ne delijo tla, zato je treba uporabiti namensko pogonsko vezje ali izolirano napajanje. Poleg tega mora biti za preprečevanje skupne prevodnosti zgornjega in spodnjega mostu oblikovano vezje, ki ga je treba izklopiti in nato vklopiti, to je mrtvi čas, struktura vezja pa je bolj zapletena.
Izhod push-pulskega vezja in vezja s polnim mostom mora dodati transformator. Ker je stopnitveni transformator velik, nizka učinkovitost in dražja, z razvojem električne elektronike in tehnologije mikroelektronike, se za doseganje obratnega pretvorbe uporablja visokofrekvenčna tehnologija pretvorbe, ki lahko uresniči visoko gostoto moči. Sprednji stopenjski vezje tega vezja pretvornika sprejme strukturo push-pull, vendar je delovna frekvenca nad 20kHz. Boost Transformator sprejme visokofrekvenčni material magnetnega jedra, tako da je majhna in svetloba. Po visokofrekvenčni inverziji se pretvori v visokofrekvenčni izmenični tok s pomočjo visokofrekvenčnega transformatorja, nato pa visokonapetostni neposredni tok (na splošno nad 300V) dobimo s pomočjo visokofrekvenčnega filtrirnega tokokroga in nato pretvorjenega skozi vezje inverterskega vezja frekvence napajanja.
S to strukturo vezja je moč pretvornika močno izboljšana, izguba brez obremenitve pretvornika se ustrezno zmanjša in učinkovitost se izboljša. Pomanjkljivost vezja je, da je vezje zapleteno in je zanesljivost nižja od zgornjih dveh vezij.
Krmilni vezje pretvornika
Glavna vezja zgoraj omenjenih pretvornikov mora vse uresničiti s krmilnim vezjem. Na splošno obstajata dve kontrolni metodi: kvadratni val in pozitiven in šibek val. Pretvornik napajalnika s kvadratnim valom je preprost, nizki stroški, vendar nizko učinkovitost in veliko v harmoničnih komponentah. . Izhod sinusnega vala je razvojni trend pretvornikov. Z razvojem mikroelektronske tehnologije so izšli tudi mikroprocesorji s funkcijami PWM. Zato je inverterska tehnologija za izhod sinusa dozorela.
1. pretvorniki s kvadratnim valom trenutno večinoma uporabljajo integrirana vezja modulacije impulzne širine, kot so SG 3 525, TL 494 in tako naprej. Praksa je dokazala, da lahko uporaba integriranih vezij SG3525 in uporaba napajalnih FET -jev kot preklopnih komponent moči doseže razmeroma visoke zmogljivosti in pretvornike cen. Ker ima SG3525 možnost neposrednega poganjanja zmogljivosti FET -jev in ima notranji referenčni vir in operativni ojačevalnik ter funkcijo zaščite podnadnega podkrepa, zato je njegovo periferno vezje zelo preprosto.
2. Inverter Control Integrirano vezje s sinusnim izhodom valov, kontrolni vezje pretvornika s sinusnim izhodom lahko nadzira mikroprocesor, kot je 80 C 196 MC, ki ga proizvaja Intel Corporation, proizvede pa ga Motorola Company. MP 16 in PI C 16 C 73, ki jih je izdelalo Mi-Cro Chip Company itd. Ti računalniki z enim čipom imajo več generatorjev PWM in lahko nastavijo zgornje in zgornje mostu. V mrtvem času uporabite 80 C 196 MC Intelovega podjetja, da uresničite izhodni vezje Sine vala, 80 C 196 MC za dokončanje ustvarjanja sinusnega vala in zaznajte izhodno napetost AC, da dosežete stabilizacijo napetosti.
Izbira napajalnih naprav v glavnem vezju pretvornika
Izbira glavnih komponent močipretvornikje zelo pomembno. Trenutno najbolj uporabljene komponente moči vključujejo Darlington Power Transistors (BJT), tranzistorji za učinek moči (MOS-F ET), izolirane tranzistorje vrat (IGB). T) in izklop tiristorja (GTO) itd., Najbolj uporabljene naprave v sistemih z majhno napetostjo z majhno zmogljivostjo so MOS FET, ker ima MOS FET nižji padec napetosti v stanju in višji preklopna frekvenca Ig BT se običajno uporablja v sistemih z visokonapetostnimi in velikimi zmogljivostmi. To je zato, ker se odpornost na MOS FET v stanju povečuje s povečanjem napetosti, Ig BT pa je v sistemih srednje zmogljivosti, ki ima večjo prednost, medtem ko se v sistemih super velike zmogljivosti (nad 100 kVA) GTO na splošno uporabljajo kot komponente moči.
Čas po objavi: oktober-21-2021
