太阳能逆变器的原理功能
21ic 2024-06-21

逆变器是工业、生活中常用设备之一,即便是家用电器中,也存在逆变器的身影。上篇文章中,小编对工频逆变器有所阐述。为增进大家对逆变器的认识,本文将对太阳能逆变器的效率以及太阳能逆变器的功能作用予以介绍。如果你对逆变器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。


一、太阳能逆变器的效率

太阳能逆变器的效率指由于对可再生能源的需求,太阳能逆变器 (光电逆变器) 的市场正在不断增长。而这些逆变器需要极高的效率和可靠性。对这些逆变器中采用的功率电路进行了考察,并推荐了针对开关和整流器件的最佳选择。光电逆变器的一般结构如图1所示,有三种不同的逆变器可供选择。太阳光照射在通过串联方式连接的太阳能模块上,每一个模块都包含了一组串联的太阳能电池(Solar Cell)单元。太阳能模块产生的直流 (DC) 电压在几百伏的数量级,具体数值根据模块阵列的光照条件、电池的温度及串联模块的数量而定。

这类逆变器的首要功能是把输入的 DC电压转换为一稳定的值。该功能通过升压转换器来实现,并需要升压开关和升压二极管。在第一种结构中,升压级之后是一个隔离的全桥变换器。全桥变压器的作用是提供隔离。输出上的第二个全桥变换器是用来从第一级的全桥变换器的直流DC变换成交流 (AC) 电压。其输出再经由额外的双触点继电器开关连接到AC电网网络之前被滤波,

目的是在故障事件中提供安全隔离及在夜间与供电电网隔离。第二种结构是非隔离方案。其中,AC交流电压由升压级输出的DC电压直接产生。第三种结构利用功率开关和功率二极管的创新型拓扑结构,把升压和AC交流产生部分的功能整合在一个专用拓扑中尽管太阳能电池板的转换效率非常低,让逆变器的效率尽可能接近100% 却非常重要。在德国,安装在朝南屋顶上的3kW串联模块预计每年可发电2550 kWh。若逆变器效率从95% 增加到 96%,每年便可以多发电25kWh。而利用额外的太阳能模块产生这25kWh的费用与增加一个逆变器相当。由于效率从95% 提高到 96% 不会使到逆变器的成本加倍,故对更高效的逆变器进行投资是必然的选择。对新兴设计而言,以最具成本效益地提高逆变器效率是关键的设计准则。至于逆变器的可靠性和成本则是另外两个设计准则。更高的效率可以降低负载周期上的温度波动,从而提高可靠性,因此,这些准则实际上是相关联的。模块的使用也会提高可靠性。


二、太阳能逆变器功能作用

逆变器不只具有直交流变换功用,还具有最大限制地发扬太阳电池功能的功用和系统毛病维护功用。归结起来有主动运转和停机功用、最大功率跟踪节制功用、防独自运转功用(并网系统用)、主动电压调整功用(并网系统用)、直流检测功用(并网系统用)、直流接地检测功用(并网系统用)。这里简略引见主动运转和停机功用及最大功率跟踪节制功用。

1、主动运转和停机功用:早晨日出后,太阳辐射强度逐步加强,太阳电池的输出也随之增大,当到达逆变器任务所需的输出功率后,逆变器即主动开端运转。进入运转后,逆变器便每时每刻看管太阳电池组件的输出,只需太阳电池组件的输出功率大于逆变器任务所需的输出功率,逆变器就继续运转;直到日落停机,即便阴雨天逆变器也能运转。当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便构成待机形态。

2、最大功率跟踪节制功用:太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件本身温度(芯片温度)而转变的。别的因为太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特征,因而存在能获取最大功率的最佳任务点。太阳辐射强度是转变着的,明显最佳任务点也是在转变的。相关于这些转变,一直让太阳电池组件的任务点处于最大功率点,系统一直从太阳电池组件获取最大功率输出,这种节制就是最大功率跟踪节制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包罗了最大功率点跟踪(MPPT)这一功用。 

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