O princípio de funcionamento do inversor:
O núcleo do dispositivo inversor é o circuito de comutação do inversor, abreviadamente denominado circuito inversor. O circuito completa a função do inversor ligando e desligando a chave eletrônica de potência.
Características:
(1) É necessária alta eficiência.
Devido ao alto preço das células solares atualmente, para maximizar a utilização das células solares e melhorar a eficiência do sistema, devemos tentar melhorar a eficiência do inversor.
(2) É necessária alta confiabilidade.
Atualmente, o sistema de usina fotovoltaica é usado principalmente em áreas remotas, e muitas usinas são autônomas e mantidas, o que exige que o inversor tenha uma estrutura de circuito razoável, seleção rigorosa de componentes e exige que o inversor tenha várias funções de proteção, como como: proteção reversa de polaridade DC de entrada, proteção contra curto-circuito de saída AC, superaquecimento, proteção contra sobrecarga, etc.
(3) A tensão de entrada deve ter uma faixa de adaptação mais ampla.
Porque a tensão terminal da célula solar varia com a carga e a intensidade da luz solar. Especialmente quando a bateria está envelhecendo, sua tensão terminal varia amplamente. Por exemplo, para uma bateria de 12V, sua tensão terminal pode variar entre 10V e 16V, o que exige que o inversor funcione normalmente dentro de uma ampla faixa de tensão de entrada CC.
Classificação do inversor fotovoltaico:
Existem muitas maneiras de classificar os inversores. Por exemplo, de acordo com o número de fases da tensão CA de saída do inversor, ele pode ser dividido em inversores monofásicos e inversores trifásicos; Dividido em inversores de transistor, inversores de tiristores e inversores de tiristores de desligamento. De acordo com o princípio do circuito inversor, ele também pode ser dividido em inversor de oscilação autoexcitada, inversor de superposição de onda escalonada e inversor de modulação por largura de pulso. De acordo com a aplicação em sistema conectado à rede ou sistema fora da rede, pode ser dividido em inversor conectado à rede e inversor fora da rede. Para facilitar a escolha dos inversores pelos usuários optoeletrônicos, aqui apenas os inversores são classificados de acordo com as diferentes ocasiões aplicáveis.
1. Inversor centralizado
A tecnologia de inversor centralizado consiste em várias cadeias fotovoltaicas paralelas serem conectadas à entrada CC do mesmo inversor centralizado. Geralmente, módulos de potência IGBT trifásicos são usados para alta potência e transistores de efeito de campo são usados para baixa potência. O DSP converte o controlador para melhorar a qualidade da energia gerada, tornando-a muito próxima de uma corrente de onda senoidal, normalmente usada em sistemas para grandes usinas fotovoltaicas (>10kW). A maior característica é que a potência do sistema é alta e o custo é baixo, mas porque a tensão de saída e a corrente de diferentes cadeias fotovoltaicas muitas vezes não são completamente compatíveis (especialmente quando as cadeias fotovoltaicas estão parcialmente bloqueadas devido a nuvens, sombra, manchas , etc.), o inversor centralizado é adotado. A mudança de caminho levará à redução da eficiência do processo inversor e à diminuição da energia dos usuários de eletricidade. Ao mesmo tempo, a confiabilidade da geração de energia de todo o sistema fotovoltaico é afetada pelo mau estado de funcionamento de um grupo de unidades fotovoltaicas. A última direção de pesquisa é o uso do controle de modulação vetorial espacial e o desenvolvimento de novas conexões topológicas de inversores para obter alta eficiência em condições de carga parcial.
2. Inversor de string
O inversor string é baseado no conceito modular. Cada string fotovoltaica (1-5kw) passa por um inversor, tem o pico de potência máximo rastreado no lado CC e é conectado em paralelo no lado CA. O inversor mais popular do mercado.
Muitas grandes usinas fotovoltaicas usam inversores string. A vantagem é que não é afetado pelas diferenças de módulo e sombreamento entre as strings e, ao mesmo tempo, reduz a incompatibilidade entre o ponto ideal de operação dos módulos fotovoltaicos e do inversor, aumentando assim a geração de energia. Estas vantagens técnicas não só reduzem o custo do sistema, mas também aumentam a fiabilidade do sistema. Ao mesmo tempo, o conceito de “master-slave” é introduzido entre as strings, para que o sistema possa conectar vários grupos de strings fotovoltaicas e deixar um ou vários deles funcionarem sob a condição de que uma única string de energia não possa produzir energia. um único inversor funciona. , produzindo assim mais eletricidade.
O conceito mais recente é que vários inversores formem uma “equipe” entre si, em vez do conceito “mestre-escravo”, o que torna a confiabilidade do sistema um passo adiante. Atualmente, os inversores string sem transformador dominam.
3. Microinversor
Em um sistema fotovoltaico tradicional, a extremidade de entrada CC de cada inversor string é conectada em série por cerca de 10 painéis fotovoltaicos. Quando 10 painéis são conectados em série, se um deles não funcionar bem, esta cadeia será afetada. Se o mesmo MPPT for utilizado para múltiplas entradas do inversor, todas as entradas também serão afetadas, reduzindo bastante a eficiência de geração de energia. Em aplicações práticas, vários fatores de oclusão, como nuvens, árvores, chaminés, animais, poeira, gelo e neve, causarão os fatores acima, e a situação é muito comum. No sistema fotovoltaico do microinversor, cada painel é conectado a um microinversor. Quando um dos painéis não funcionar bem, apenas este painel será afetado. Todos os outros painéis fotovoltaicos funcionarão de forma ideal, tornando o sistema geral mais eficiente e gerando mais energia. Em aplicações práticas, se o inversor string falhar, vários quilowatts de painéis solares deixarão de funcionar, enquanto o impacto da falha do microinversor é bastante pequeno.
4. Otimizador de energia
A instalação de um otimizador de energia em um sistema de geração de energia solar pode melhorar muito a eficiência de conversão e simplificar as funções do inversor para reduzir custos. Para realizar um sistema inteligente de geração de energia solar, o otimizador de energia do dispositivo pode realmente fazer com que cada célula solar tenha o melhor desempenho e monitorar o status de consumo da bateria a qualquer momento. O otimizador de potência é um dispositivo entre o sistema de geração de energia e o inversor, e sua principal tarefa é substituir a função original de rastreamento do ponto de potência ideal do inversor. O otimizador de energia realiza uma varredura de rastreamento de ponto de energia ideal extremamente rápida por analogia, simplificando o circuito e uma única célula solar corresponde a um otimizador de energia, de modo que cada célula solar possa realmente alcançar o rastreamento de ponto de energia ideal. monitorado a qualquer hora e em qualquer lugar através da inserção de um chip de comunicação, e o problema pode ser relatado imediatamente para que o pessoal competente possa repará-lo o mais rápido possível.
A função do inversor fotovoltaico
O inversor não tem apenas a função de conversão DC-AC, mas também tem a função de maximizar o desempenho da célula solar e a função de proteção contra falhas do sistema. Resumindo, existem funções de operação e desligamento automático, função de controle de rastreamento de potência máxima, função de operação anti-independente (para sistema conectado à rede), função de ajuste automático de tensão (para sistema conectado à rede), função de detecção DC (para sistema conectado à rede). sistema conectado), Função de detecção de aterramento CC (para sistemas conectados à rede). Aqui está uma breve introdução às funções de operação e desligamento automático e à função de controle de rastreamento de potência máxima.
(1) Operação automática e função de parada
Após o nascer do sol pela manhã, a intensidade da radiação solar aumenta gradualmente e a produção da célula solar também aumenta. Quando a potência de saída exigida pelo inversor é atingida, o inversor começa a funcionar automaticamente. Após entrar em operação, o inversor monitorará a saída do módulo de célula solar o tempo todo. Enquanto a potência de saída do módulo de célula solar for maior que a potência de saída necessária para o funcionamento do inversor, o inversor continuará funcionando; irá parar ao pôr do sol, mesmo que esteja nublado e chuvoso. O inversor também pode operar. Quando a saída do módulo de célula solar torna-se menor e a saída do inversor está próxima de 0, o inversor entrará em estado de espera.
(2) Função de controle de rastreamento de potência máxima
A saída de um módulo de célula solar varia com a intensidade da radiação solar e a temperatura do próprio módulo de célula solar (temperatura do chip). Além disso, como o módulo de célula solar tem a característica de a tensão diminuir com o aumento da corrente, existe um ponto de operação ótimo onde a potência máxima pode ser obtida. A intensidade da radiação solar está mudando e, obviamente, o ponto ideal de trabalho também está mudando. Em relação a estas alterações, o ponto de operação do módulo de célula solar está sempre no ponto de potência máxima, e o sistema sempre obtém a potência máxima de saída do módulo de célula solar. Este controle é o controle de rastreamento de potência máxima. A maior característica dos inversores para sistemas de energia solar é que eles incluem a função de rastreamento do ponto de potência máxima (MPPT).
Horário da postagem: 26 de outubro de 2022
