Tällä hetkellä Kiinan aurinkosähköjärjestelmä on pääasiassa tasavirtajärjestelmä, jonka tarkoituksena on ladata aurinkoakun tuottamaa sähköenergiaa, ja akku syöttää virtaa suoraan kuormaan. Esimerkiksi kotitalouksien aurinkovalaistusjärjestelmä Luoteis-Kiinassa ja mikroaaltouunin sähkönsyöttöjärjestelmä kaukana verkosta ovat kaikki tasavirtajärjestelmää. Tämän tyyppisellä järjestelmällä on yksinkertainen rakenne ja alhaiset kustannukset. Erilaisten kuormien tasajännitteiden (kuten 12V, 24V, 48V jne.) vuoksi järjestelmän standardointia ja yhteensopivuutta on kuitenkin vaikea saavuttaa varsinkin siviilivoimalla, koska suurin osa vaihtovirtakuormista käytetään tasavirralla. . Aurinkosähkölähteen on vaikea toimittaa sähköä päästäkseen markkinoille hyödykkeenä. Lisäksi aurinkosähkön tuotanto saavuttaa lopulta verkkoon kytketyn toiminnan, jonka on omaksuttava kypsä markkinamalli. Tulevaisuudessa AC-aurinkosähköjärjestelmistä tulee aurinkosähkön valtavirta.
Aurinkosähköjärjestelmän vaatimukset invertterivirtalähteelle
Vaihtovirtaa käyttävä aurinkosähkön tuotantojärjestelmä koostuu neljästä osasta: aurinkosähköryhmä, lataus- ja purkausohjain, akku ja invertteri (verkkoon kytketty sähköntuotantojärjestelmä voi yleensä säästää akkua), ja invertteri on avainkomponentti. Aurinkosähköllä on korkeammat vaatimukset inverttereille:
1. Korkea hyötysuhde vaaditaan. Aurinkokennojen korkeasta hinnasta johtuen aurinkokennojen käytön maksimoimiseksi ja järjestelmän tehokkuuden parantamiseksi on pyrittävä parantamaan invertterin hyötysuhdetta.
2. Vaaditaan korkeaa luotettavuutta. Tällä hetkellä aurinkosähköjärjestelmiä käytetään pääasiassa syrjäisillä alueilla, ja monet voimalaitokset ovat ilman valvontaa ja kunnossapitoa. Tämä edellyttää, että invertterillä on kohtuullinen piirirakenne, tiukka komponenttivalinta ja että invertterillä on oltava erilaisia suojatoimintoja, kuten tulon DC-napaisuussuojaus, AC-lähdön oikosulkusuojaus, ylikuumeneminen, ylikuormitussuoja jne.
3. DC-tulojännitteellä on oltava laaja sovitusalue. Koska akun napajännite muuttuu kuormituksen ja auringonvalon voimakkuuden mukaan, vaikka akulla on tärkeä vaikutus akun jännitteeseen, akun jännite vaihtelee akun jäljellä olevan kapasiteetin ja sisäisen resistanssin muutoksen myötä. Varsinkin akun ikääntyessä sen napajännite vaihtelee suuresti. Esimerkiksi 12 V:n akun napajännite voi vaihdella välillä 10 V - 16 V. Tämä edellyttää, että invertteri toimii suuremmalla tasavirralla. Varmista normaali toiminta tulojännitealueella ja vaihtovirtalähtöjännitteen stabiilisuus.
4. Keski- ja suurikapasiteettisissa aurinkosähköjärjestelmissä invertterivirtalähteen lähdön tulee olla siniaalto, jossa on vähemmän vääristymiä. Tämä johtuu siitä, että keski- ja suurikapasiteettisissa järjestelmissä neliöaaltotehoa käytettäessä lähtö sisältää enemmän harmonisia komponentteja ja korkeammat harmoniset aiheuttavat lisähäviöitä. Monet aurinkosähkön sähköntuotantojärjestelmät ovat täynnä viestintä- tai instrumentointilaitteita. Laitteilla on korkeammat vaatimukset sähköverkon laadulle. Kun keski- ja suuren kapasiteetin aurinkosähkövoimantuotantojärjestelmät kytketään verkkoon, jotta vältetään sähkön saastuminen julkisessa verkossa, invertterin on myös annettava siniaaltovirta.
Invertteri muuttaa tasavirran vaihtovirraksi. Jos tasavirtajännite on alhainen, sitä tehostetaan vaihtovirtamuuntajalla, jotta saadaan vakio vaihtovirtajännite ja -taajuus. Suuren kapasiteetin inverttereissä korkean tasavirtaväyläjännitteen vuoksi AC-lähtö ei yleensä tarvitse muuntajaa jännitteen nostamiseksi 220 V:iin. Keski- ja pienikapasiteettisissa inverttereissä DC-jännite on suhteellisen alhainen, kuten 12 V, 24 V:lle on suunniteltava tehostuspiiri. Keskikokoiset ja pienitehoiset invertterit sisältävät yleensä push-pull-invertteripiirit, täyden sillan invertteripiirit ja korkeataajuiset tehostusinvertteripiirit. Push-pull-piirit yhdistävät tehomuuntajan nollapistokkeen positiiviseen virtalähteeseen ja kaksi tehoputkea Vuorottelutyötä, vaihtovirtaa, koska tehotransistorit on kytketty yhteiseen maahan, käyttö- ja ohjauspiirit ovat yksinkertaisia ja koska muuntajalla on tietty vuotoinduktanssi, se voi rajoittaa oikosulkuvirtaa, mikä parantaa piirin luotettavuutta. Haittapuolena on muuntajan alhainen käyttöaste ja heikko kyky käyttää induktiivisia kuormia.
Täyssilta-invertteripiiri voittaa push-pull-piirin puutteet. Tehotransistori säätää ulostulopulssin leveyttä ja ulostulon vaihtojännitteen tehollinen arvo muuttuu vastaavasti. Koska piirissä on vapaakiertosilmukka, jopa induktiivisia kuormia varten, lähtöjännitteen aaltomuoto ei vääristy. Tämän piirin haittana on, että ylä- ja alavarren tehotransistorit eivät jaa maata, joten on käytettävä erillistä ohjauspiiriä tai eristettyä virtalähdettä. Lisäksi ylemmän ja alemman siltavarren yhteisen johtumisen estämiseksi on suunniteltava piiri kytkettäväksi pois päältä ja sitten päälle, eli asetettava kuollut aika, ja piirirakenne on monimutkaisempi.
Push-pull-piirin ja täyden siltapiirin lähtöön on lisättävä askelmuuntaja. Koska tehostettu muuntaja on kooltaan suuri, teholtaan alhainen ja kalliimpi, tehoelektroniikan ja mikroelektroniikan tekniikan kehityksen myötä korkeataajuista porrastettua muunnostekniikkaa käytetään käänteisen aikaansaamiseen. Se voi toteuttaa korkean tehotiheyden invertterin. Tämän invertteripiirin etuvaiheen tehostuspiiri käyttää push-pull-rakennetta, mutta työtaajuus on yli 20 kHz. Tehostusmuuntaja käyttää korkeataajuista magneettista ydinmateriaalia, joten se on pienikokoinen ja kevyt. Korkeataajuisen inversion jälkeen se muunnetaan suurtaajuiseksi vaihtovirraksi suurtaajuisen muuntajan kautta, minkä jälkeen suurjännitetasavirta (yleensä yli 300 V) saadaan korkeataajuisen tasasuuntaajan suodatinpiirin läpi ja käännetään sitten tehon taajuusmuuttajan piiri.
Tällä piirirakenteella invertterin teho paranee huomattavasti, invertterin tyhjäkäyntihäviö vähenee vastaavasti ja hyötysuhde paranee. Piirin haittana on, että piiri on monimutkainen ja luotettavuus pienempi kuin edellä mainitut kaksi piiriä.
Invertteripiirin ohjauspiiri
Edellä mainittujen invertterien pääpiirit tulee kaikki toteuttaa ohjauspiirillä. Yleensä on olemassa kaksi ohjausmenetelmää: neliöaalto ja positiivinen ja heikko aalto. Invertterin teholähdepiiri neliöaaltolähdöllä on yksinkertainen, edullinen, mutta alhainen hyötysuhde ja suuria harmonisia komponentteja. . Siniaaltoteho on invertterien kehitystrendi. Mikroelektroniikan kehityksen myötä PWM-toiminnoilla varustetut mikroprosessorit ovat myös tulleet esille. Siksi siniaaltolähdön invertteritekniikka on kypsynyt.
1. Invertterit, joissa on neliöaaltolähtö, käyttävät tällä hetkellä enimmäkseen integroituja pulssinleveysmodulaatiopiirejä, kuten SG 3 525, TL 494 ja niin edelleen. Käytäntö on osoittanut, että käyttämällä SG3525-integroituja piirejä ja teho-FET:iä kytkentätehokomponentteina voidaan saavuttaa suhteellisen korkea suorituskyky ja hinta invertterit. Koska SG3525 pystyy ohjaamaan FET-tehoa suoraan ja siinä on sisäinen referenssilähde ja operaatiovahvistin sekä alijännitesuojatoiminto, joten sen oheispiiri on hyvin yksinkertainen.
2. Invertterin ohjauspiiriä siniaaltolähdöllä, invertterin ohjauspiiriä siniaaltolähdöllä voidaan ohjata mikroprosessorilla, kuten INTEL Corporationin valmistamalla 80 C 196 MC:llä ja Motorola Companyn valmistamalla. MP 16 ja PI C 16 C 73, joita valmistaa MI-CRO CHIP Company jne. Näissä yksisiruisissa tietokoneissa on useita PWM-generaattoreita, ja ne voivat asettaa ylemmän ja ylemmän siltavarren. Käytä kuolleen aikana INTEL-yhtiön 80 C 196 MC:tä siniaaltolähtöpiirin toteuttamiseen, 80 C 196 MC:tä siniaaltosignaalin generoinnin loppuun saattamiseen ja AC-lähtöjännitteen havaitsemiseksi jännitteen stabiloinnin saavuttamiseksi.
Teholaitteiden valinta invertterin pääpiirissä
Päätehokomponenttien valintainvertterion erittäin tärkeä. Tällä hetkellä eniten käytettyjä tehokomponentteja ovat Darlingtonin tehotransistorit (BJT), tehokenttätransistorit (MOS-F ET), eristetyt hilatransistorit (IGB). T) ja sammutustyristori (GTO) jne., pienikapasiteettisissa pienjännitejärjestelmissä käytetyimmät laitteet ovat MOS FET, koska MOS FETillä on pienempi jännitehäviö ja korkeampi IG BT:n kytkentätaajuus on yleensä käytetään suurjännite- ja suurikapasiteettisissa järjestelmissä. Tämä johtuu siitä, että MOS FETin on-state resistanssi kasvaa jännitteen kasvaessa, ja IG BT on keskikapasiteettisissa järjestelmissä saa enemmän etua, kun taas supersuurikapasiteetisissa (yli 100 kVA) järjestelmissä käytetään yleensä GTO:ta. tehokomponentteina.
Postitusaika: 21.10.2021
