Eins og er er sólarorkuframleiðslukerfi Kína aðallega jafnstraumskerfi, sem hleður raforkuna sem myndast af sólarrafhlöðu og rafhlaðan veitir rafmagn beint til álagsins. Til dæmis eru sólarljósakerfi fyrir heimili í Norðvestur-Kína og örbylgjuofnakerfi fjarri raforkukerfinu öll jafnstraumskerfi. Þessi tegund kerfis er einföld í uppbyggingu og lágur kostnaður. Hins vegar, vegna mismunandi jafnstraumsspennu álagsins (eins og 12V, 24V, 48V, o.s.frv.), er erfitt að ná stöðlun og samhæfni kerfisins, sérstaklega fyrir almenna orku, þar sem flestir riðstraumsálag eru notaðir með jafnstraumi. Það er erfitt fyrir sólarorkuframleiðslu að koma rafmagni inn á markaðinn sem vara. Að auki mun sólarorkuframleiðsla að lokum ná tengingu við raforkukerfið, sem verður að tileinka sér þroskað markaðslíkan. Í framtíðinni munu riðstraums sólarorkuframleiðslukerfi verða meginstraumur sólarorkuframleiðslu.
Kröfur sólarorkuframleiðslukerfis fyrir inverteraflgjafa
Sólarorkuframleiðslukerfi sem notar riðstraumsútgang samanstendur af fjórum hlutum: sólarorkukerfi, hleðslu- og útskriftarstýringu, rafhlöðu og inverter (raforkuframleiðslukerfi tengt við raforkukerfið getur almennt sparað rafhlöðuna) og inverterinn er lykilþátturinn. Sólarorka hefur hærri kröfur til invertera:
1. Mikil afköst eru nauðsynleg. Vegna þess hve verð á sólarsellum er hátt núna, til að hámarka nýtingu sólarsella og bæta afköst kerfisins, er nauðsynlegt að reyna að bæta afköst invertersins.
2. Mikil áreiðanleiki er nauðsynlegur. Eins og er eru sólarorkuframleiðslukerfi aðallega notuð á afskekktum svæðum og margar virkjanir eru án eftirlits og viðhalds. Þetta krefst þess að inverterinn hafi sanngjarna rafrásarbyggingu, strangt val á íhlutum og að inverterinn hafi ýmsar verndaraðgerðir, svo sem vernd gegn póltengingu við inntak DC, skammhlaupsvörn gegn AC úttaki, ofhitnun, ofhleðsluvörn o.s.frv.
3. Jafnstraumsinntaksspennan þarf að hafa breitt aðlögunarsvið. Þar sem tengispenna rafhlöðunnar breytist með álagi og styrk sólarljóssins, þó að rafhlaðan hafi mikilvæg áhrif á spennuna, sveiflast rafhlöðuspennan með breytingum á eftirstandandi afkastagetu rafhlöðunnar og innri viðnámi. Sérstaklega þegar rafhlaðan er að eldast er tengispenna hennar mjög breytileg. Til dæmis getur tengispenna 12 V rafhlöðu verið á bilinu 10 V til 16 V. Þetta krefst þess að inverterinn starfi við stærri jafnstraum. Tryggið eðlilega notkun innan inntaksspennusviðsins og tryggið stöðugleika AC útgangsspennunnar.
4. Í meðal- og stórum sólarorkukerfum ætti úttak invertersins að vera sínusbylgja með minni röskun. Þetta er vegna þess að í meðal- og stórum kerfum, ef ferhyrningsbylgjuafl er notað, mun úttakið innihalda fleiri sveiflur og hærri sveiflur munu valda frekari tapi. Mörg sólarorkukerfi eru hlaðin samskipta- eða mælibúnaði. Búnaðurinn hefur meiri kröfur um gæði raforkukerfisins. Þegar meðal- og stór sólarorkukerfi eru tengd við raforkukerfið, til að forðast mengun frá almenningsnetinu, þarf inverterinn einnig að gefa frá sér sínusbylgjustraum.
Inverterinn breytir jafnstraumi í riðstraum. Ef jafnstraumsspennan er lág er hún aukin með riðstraumsspennubreyti til að fá staðlaða riðstraumsspennu og tíðni. Fyrir invertera með mikla afkastagetu, vegna mikillar jafnstraumsspennu, þarf riðstraumsútganginn almennt ekki spenni til að auka spennuna í 220V. Í inverterum með meðalstórum og litlum afkastagetu er jafnstraumsspennan tiltölulega lág, eins og 12V. Fyrir 24V þarf að hanna örvunarrás. Inverterar með meðalstórum og litlum afkastagetu eru almennt með tog-inverterrásum, fullbrúar inverterrásum og hátíðni örvunarrásum. Tog-inverterrásir tengja núlltengi örvunarspennisins við jákvæða aflgjafann og tvær aflrör virka til skiptis og gefa frá sér riðstraum. Vegna þess að aflgjafatransistararnir eru tengdir við sameiginlega jörð eru drif- og stjórnrásirnar einfaldar og vegna þess að spennirinn hefur ákveðna lekaáhrif getur hann takmarkað skammhlaupsstrauminn og þannig bætt áreiðanleika rásarinnar. Ókosturinn er að nýting spennisins er lítil og hæfni hans til að knýja álag er léleg.
Heilbrúar-inverterrásin vinnur bug á göllum tog- og ýtingarrásarinnar. Aflsmári stillir útgangspúlsbreiddina og virkt gildi útgangsspennunnar breytist í samræmi við það. Vegna þess að rásin hefur frjálsa lykkju, jafnvel við spanálag, mun útgangsspennubylgjuformið ekki brenglast. Ókosturinn við þessa rás er að aflsmárar efri og neðri armanna deila ekki jörðinni, þannig að nota verður sérstaka drifrás eða einangraða aflgjafa. Að auki, til að koma í veg fyrir sameiginlega leiðni efri og neðri brúararmanna, verður að hanna rásina þannig að hún slökkvi og kveiki síðan á, það er að segja, stilla þarf dauðatíma, og rásarbyggingin er flóknari.
Úttak spennubreytis í tográsum og brúarrásum verður að bæta við spennubreyti. Þar sem spennubreytirnir eru stórir, skilvirkir og dýrari, með þróun rafeindatækni og ör-rafeindatækni, hefur hátíðni spennubreytitækni verið notuð til að ná öfugum straumi. Þetta getur náð háaflsþéttleika invertera. Framhlið spennubreytisins notar spennu- og togbyggingu, en vinnutíðnin er yfir 20 kHz. Spennubreytirnir nota hátíðni segulmagnað kjarnaefni, þannig að þeir eru lítill og léttur. Eftir hátíðni snúning er þeim breytt í hátíðni riðstraum í gegnum hátíðni spenni, og síðan fæst hátíðni jafnstraumur (almennt yfir 300 V) í gegnum hátíðni jafnriðils síurás, og síðan snúið við í gegnum tíðni inverterarás.
Með þessari hringrásaruppbyggingu eykst afl invertersins til muna, tap invertersins í tómarúmi minnkar samsvarandi og skilvirknin eykst. Ókosturinn við hringrásina er að hún er flókin og áreiðanleikinn minni en hjá ofangreindum tveimur hringrásum.
Stjórnrás inverterrásar
Aðalrásir ofangreindra invertera þurfa allar að vera útfærðar með stjórnrás. Almennt eru tvær stjórnaðferðir: ferningbylgja, jákvæð bylgja og veik bylgja. Aflgjafarás invertera með ferningbylgjuútgangi er einföld, ódýr en lítil skilvirk og með stóra harmoníska þætti. Sínusbylgjuútgangur er þróunarstefna invertera. Með þróun örrafeindatækni hafa örgjörvar með PWM virkni einnig komið fram. Þess vegna hefur inverteratækni fyrir sínusbylgjuútgang þroskast.
1. Inverterar með ferhyrningsbylgjuútgang nota nú aðallega púlsbreiddarmótunarrásir, eins og SG 3 525, TL 494 og svo framvegis. Reynslan hefur sýnt að notkun SG3525 samþættra rásanna og notkun afl-FETs sem rofaaflsíhluta getur náð tiltölulega mikilli afköstum og hagkvæmum inverterum. Þar sem SG3525 getur knúið afl-FETs beint og hefur innri viðmiðunargjafa og rekstrarmagnara og undirspennuvörn, er jaðarrásin mjög einföld.
2. Stýrirás invertersins með sínusbylgjuútgangi, stýrirás invertersins með sínusbylgjuútgangi er hægt að stjórna með örgjörva, eins og 80 C 196 MC framleiddum af INTEL Corporation og framleiddum af Motorola Company. MP 16 og PI C 16 C 73 framleiddar af MI-CRO CHIP Company, o.s.frv. Þessar einflögu tölvur eru með marga PWM rafala og geta stillt efri og efri brúararma. Á dauðatíma er notað 80 C 196 MC frá INTEL til að framkvæma sínusbylgjuútgangsrásina, 80 C 196 MC til að ljúka sínusbylgjumerkjamyndun og greina AC útgangsspennuna til að ná spennustöðugleika.
Val á aflgjöfum í aðalrás invertersins
Val á helstu aflgjafaþáttuminverterer mjög mikilvægt. Eins og er eru mest notuðu aflgjafarhlutirnir Darlington aflgjafatransistorar (BJT), aflsviðsáhrifatransistorar (MOS-F ET), einangraðir hliðstransistorar (IGB). T) og slökkvitýristorar (GTO) o.s.frv. Algengustu tækin í lágspennukerfum með litla afkastagetu eru MOS FET, því MOS FET hefur lægra spennufall í kveikjuástandi og hærri rofatíðni. IG BT er almennt notaður í háspennukerfum og stórum afkastagetukerfum. Þetta er vegna þess að viðnám MOS FET í kveikjuástandi eykst með aukinni spennu og IG BT hefur meiri yfirburði í meðalstórum afkastagetukerfum, en í kerfum með mikla afkastagetu (yfir 100 kVA) eru GTO almennt notaðir sem aflgjafarhlutir.
Birtingartími: 21. október 2021
