V současné době je čínský fotovoltaický systém výroby energie hlavně DC systém, který má nabíjet elektrickou energii generovanou solární baterií a baterie přímo dodává napájení zátěži. Například systém osvětlení solárních domácností v severozápadní Číně a systém napájení mikrovlnné stanice daleko od mřížky jsou DC systém. Tento typ systému má jednoduchou strukturu a nízké náklady. Avšak vzhledem k různým napětí DC DC (například 12V, 24V, 48V atd.) Je však obtížné dosáhnout standardizace a kompatibility systému, zejména pro civilní sílu, protože většina AC zatížení se používá s výkonem stejnosměrného proudu. Je obtížné, aby přívod napájení fotovoltaického napájení dodával elektřinu a vstoupil na trh jako komodita. Kromě toho vytvoření fotovoltaické energie nakonec dosáhne operace připojeného k síti, která musí přijmout zralý tržní model. V budoucnu se AC fotovoltaické systémy výroby energie stanou hlavním proudem vytváření fotovoltaické energie.
Požadavky na systém výroby energie fotovoltaického pro napájení střídače
Systém vytváření energie fotovoltaického výkonu využívajícího výkonu střídavého proudu se skládá ze čtyř částí: fotovoltaické pole, řadič nabíjení a výboje, baterie a střídač (systém výroby energie připojený k mřížce může obecně ukládat baterii) a měnič je klíčovou součástí. Fotovoltaic má vyšší požadavky na střídače:
1. Vyžaduje se vysoká účinnost. Vzhledem k vysoké ceně solárních článků v současné době, aby se maximalizovalo používání solárních článků a zlepšilo účinnost systému, je nutné pokusit se zlepšit účinnost střídače.
2. je vyžadována vysoká spolehlivost. V současné době se fotovoltaické systémy výroby energie používají hlavně ve vzdálených oblastech a mnoho elektráren je bez dozoru a udržováno. To vyžaduje, aby střídač měl přiměřenou strukturu obvodu, přísný výběr komponent a vyžaduje, aby střídač měl různé ochranné funkce, jako je vstupní ochrana proti připojení DC, ochrana proti zkratu střídavého proudu, přehřátí, ochrana přetížení atd.
3. vstupní napětí DC je vyžadováno, aby mělo širokou škálu adaptace. Vzhledem k tomu, že se koncové napětí baterie mění se zatížením a intenzitou slunečního světla, ačkoli baterie má důležitý vliv na napětí baterie, napětí baterie kolísá se změnou zbývající kapacity baterie a vnitřní odpor. Obzvláště když baterie stárne, její koncové napětí se velmi mění. Například terminální napětí 12 V baterie se může lišit od 10 V do 16 V. To vyžaduje, aby střídač fungoval ve větším DC, zajišťuje normální provoz v rámci vstupního napětí a zajišťuje stabilitu výstupního napětí střídavého proudu.
4. Ve středně a velkých kapacitních fotovoltaických systémech výroby energie by měl být výstupem napájení střídače sinusovou vlnou s menším zkreslením. Je tomu tak proto, že v systémech střední a velké kapacity, pokud se použije napájení čtvercové vlny, bude výstup obsahovat více harmonických složek a vyšší harmonické budou generovat další ztráty. Mnoho fotovoltaických systémů výroby energie je naloženo komunikačním nebo přístrojovým zařízením. Zařízení má vyšší požadavky na kvalitu napájecí sítě. Když jsou s mřížkou připojeny středně a velké kapacitní systémy vytváření fotovoltaického energie, aby se zabránilo znečištění energie veřejnou mřížkou, je také nutný střídač k výkonu proudu sinusové vlny.
Střídač převádí přímý proud na střídavý proud. Pokud je napětí přímého proudu nízké, je posíleno transformátorem střídavého proudu pro získání standardního střídavého proudového napětí a frekvence. U měničů s velkou kapacitou v důsledku vysokého napětí DC sběrnice výstup AC obecně nepotřebuje transformátor, aby zvýšil napětí na 220 V. Ve střídačkách střední a malé kapacity je napětí DC relativně nízké, jako je 12V, pro 24 V, musí být navržen obvod Boost. Střední a malé kapacitní střídače obecně zahrnují obvody střídače push-pull, obvody střídače s plným můstkem a vysokofrekvenční obvody pro posilování. Obvody push-pull spojují neutrální zástrčku transformátoru Boost k kladnému napájecímu napájení a dvě výkonové trubice střídají fungování, výstupní napájení, protože napájecí tranzistory jsou připojeny k společné půdě, pohon a řídicí obvody jsou jednoduché, a protože transformátor má určitou indukci úniku, může omezit proud z krátkého okruhu, což zlepšuje spolehlivost obvodu. Nevýhodou je, že využití transformátoru je nízké a schopnost řídit induktivní zatížení je špatná.
Obvod střídače plného mostu překonává nedostatky obvodu push-pull. Výkonový tranzistor upravuje šířku výstupního impulsu a podle toho se změní efektivní hodnota výstupního napětí. Protože obvod má smyčku s volnoběh, a to ani pro induktivní zatížení, nebude tvar výstupního napětí zkreslen. Nevýhodou tohoto obvodu je to, že energetické tranzistory horních a dolních ramen nesdílejí na zemi, takže musí být použit vyhrazený pohon nebo izolovaný napájecí zdroj. Kromě toho, aby se zabránilo běžnému vedení horních a dolních můstkových ramen, musí být obvod navržen tak, aby byl vypnut a poté zapnutý, tj. Musí být nastaven mrtvý čas a struktura obvodu je složitější.
Výstup obvodu push-pull a obvodu plného mostu musí přidat step-up transformátor. Vzhledem k tomu, že vyvýšení transformátoru má velký velikost, nízká účinnost a dražší, s vývojem technologie napájecí elektroniky a mikroelektroniky se k dosažení zpětného převodu používá vysokofrekvenční technologie přeměny, může realizovat vysoce měnič hustoty výkonu. Obvod posílení čelního stádia tohoto obvodu střídače přijímá strukturu push-pull, ale pracovní frekvence je nad 20 kHz. Transformátor Boost přijímá vysokofrekvenční materiál magnetického jádra, takže má malý velikost a hmotnost světla. Po vysokofrekvenční inverzi se převádí na vysokofrekvenční střídavý proud prostřednictvím vysokofrekvenčního transformátoru a poté se vysokofrekvenční přímý proud (obecně nad 300 V) získá vysokofrekvenčním filtračním obvodem na frekvenci.
S touto strukturou obvodu se síla střídače výrazně zlepšuje, ztráta střídače bez zatížení je odpovídajícím způsobem snížena a účinnost se zlepšuje. Nevýhodou obvodu je, že obvod je komplikovaný a spolehlivost je nižší než výše uvedené dva obvody.
Řídicí obvod střídače
Hlavní obvody výše uvedených střídačů musí být realizovány ovládacím obvodem. Obecně existují dvě kontrolní metody: čtvercová vlna a pozitivní a slabá vlna. Obvod napájecího napájení střídače s výkonem čtvercové vlny je jednoduchý, nízký, ale nízký, ale nízký účinnost a velký v harmonických složkách. . Výstup sinusové vlny je vývojovým trendem střídačů. S vývojem technologie mikroelektroniky vyšly také mikroprocesory s funkcemi PWM. Invertorová technologie pro výstup sinusové vlny se proto zraje.
1. Střídače s výstupem čtvercové vlny v současné době většinou používají integrované obvody modulace pulzů, jako jsou SG 3 525, TL 494 atd. Praxe prokázala, že použití integrovaných obvodů SG3525 a použití výkonných FET jako přepínacího výkonu může dosáhnout relativně vysokého výkonu a střídače cen. Protože SG3525 má schopnost přímo řídit schopnost napájení FET a má interní referenční zdrojový a operační zesilovač a funkci ochrany podceňovací ochrany, takže jeho periferní obvod je velmi jednoduchý.
2. Integrovaný obvod ovládání střídače s výstupem sinusové vlny, řídicí obvod střídače s výstupem sinusové vlny může být řízen mikroprocesorem, jako je 80 C 196 MC produkovaný společností Intel Corporation, a produkovaný společností Motorola. MP 16 a PI C 16 C 73 produkované společností MI-Cro Chip Company atd. Tyto počítače s jedním čipem mají více generátorů PWM a mohou nastavit horní a horní můstkové ramena. Během mrtvého času použijte 80 C 196 MC společnosti Intel, abyste si uvědomili výstupní obvod sinusové vlny, 80 C 196 MC k dokončení generování sinusové vlny a detekujte výstupní napětí střídavého proudu k dosažení stabilizace napětí.
Výběr napájecích zařízení v hlavním obvodu střídače
Výběr hlavních složek výkonustřídačje velmi důležité. V současné době patří nejpoužívanější výkonové komponenty Darlington Power Transistors (BJT), Transistory Effect Effect Effect (MOS-F ET), izolované brány (IGB). T) a vypnutí tyristoru (GTO) atd. Nejpoužívanější zařízení v systémech s nízkým napětím s malou kapacitou jsou MOS FET, protože MOS FET má nižší pokles napětí ve stavu a vyšší frekvence spínače Ig BT se obecně používá ve vysokopěťových a velkých kapacitních systémech. Důvodem je to, že se odolnost MOS FET zvyšuje se zvyšováním napětí a Ig BT je v systémech se středně kapacitou, zabírá větší výhodu, zatímco v super velké kapacitě (nad 100 kVA) se obecně používají jako složky výkonu.
Čas příspěvku: října-21-2021
