Saat ini, sistem pembangkit listrik fotovoltaik China terutama adalah sistem DC, yaitu untuk mengisi daya energi listrik yang dihasilkan oleh baterai surya, dan baterai secara langsung memasok daya ke beban. Misalnya, sistem pencahayaan rumah tangga surya di barat laut Cina dan sistem catu daya stasiun microwave yang jauh dari jaringan adalah semua sistem DC. Jenis sistem ini memiliki struktur sederhana dan biaya rendah. Namun, karena tegangan DC beban yang berbeda (seperti 12V, 24V, 48V, dll.), Sulit untuk mencapai standardisasi dan kompatibilitas sistem, terutama untuk kekuatan sipil, karena sebagian besar beban AC digunakan dengan daya DC. Sulit bagi catu daya fotovoltaik untuk memasok listrik untuk memasuki pasar sebagai komoditas. Selain itu, pembangkit listrik fotovoltaik pada akhirnya akan mencapai operasi yang terhubung dengan jaringan, yang harus mengadopsi model pasar yang matang. Di masa depan, sistem pembangkit listrik fotovoltaik AC akan menjadi arus utama pembangkit listrik fotovoltaik.
Persyaratan sistem pembangkit listrik fotovoltaik untuk catu daya inverter
Sistem pembangkit listrik fotovoltaik menggunakan output daya AC terdiri dari empat bagian: array fotovoltaik, pengontrol pengisian daya dan pelepasan, baterai dan inverter (sistem pembangkit listrik yang terhubung dengan jaringan umumnya dapat menyimpan baterai), dan inverter adalah komponen kunci. Photovoltaic memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk inverter:
1. Efisiensi tinggi diperlukan. Karena tingginya harga sel surya saat ini, untuk memaksimalkan penggunaan sel surya dan meningkatkan efisiensi sistem, perlu untuk mencoba meningkatkan efisiensi inverter.
2. Keandalan tinggi diperlukan. Saat ini, sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama digunakan di daerah terpencil, dan banyak pembangkit listrik tidak dijaga dan dipelihara. Ini mengharuskan inverter untuk memiliki struktur sirkuit yang wajar, pemilihan komponen yang ketat, dan mengharuskan inverter untuk memiliki berbagai fungsi perlindungan, seperti input perlindungan koneksi polaritas DC, perlindungan sirkuit pendek output AC, overheating, perlindungan berlebih, dll.
3. Tegangan input DC diperlukan untuk memiliki berbagai adaptasi. Karena tegangan terminal baterai berubah dengan beban dan intensitas sinar matahari, meskipun baterai memiliki efek penting pada tegangan baterai, tegangan baterai berfluktuasi dengan perubahan kapasitas baterai yang tersisa dan resistansi internal. Terutama ketika baterai menua, tegangan terminalnya sangat bervariasi. Misalnya, tegangan terminal baterai 12 V dapat bervariasi dari 10 V hingga 16 V. Ini mengharuskan inverter untuk beroperasi pada DC yang lebih besar memastikan operasi normal dalam kisaran tegangan input dan memastikan stabilitas tegangan output AC.
4. Dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik berkapasitas menengah dan besar, output dari catu daya inverter harus menjadi gelombang sinus dengan lebih sedikit distorsi. Ini karena dalam sistem berkapasitas menengah dan besar, jika daya gelombang persegi digunakan, output akan berisi lebih banyak komponen harmonik, dan harmonik yang lebih tinggi akan menghasilkan kerugian tambahan. Banyak sistem pembangkit listrik fotovoltaik dimuat dengan peralatan komunikasi atau instrumentasi. Peralatan memiliki persyaratan yang lebih tinggi pada kualitas jaringan listrik. Ketika sistem pembangkit listrik fotovoltaik berkapasitas menengah dan besar terhubung ke jaringan, untuk menghindari polusi daya dengan jaringan publik, inverter juga diperlukan untuk menghasilkan arus gelombang sinus.
Inverter mengubah arus searah menjadi arus bolak -balik. Jika tegangan arus searah rendah, ia didorong oleh transformator arus bolak -balik untuk mendapatkan tegangan dan frekuensi arus bergantian standar. Untuk inverter berkapasitas besar, karena tegangan bus DC yang tinggi, output AC umumnya tidak memerlukan transformator untuk meningkatkan tegangan ke 220V. Dalam inverter berkapasitas menengah dan kecil, tegangan DC relatif rendah, seperti 12V, untuk 24V, sirkuit boost harus dirancang. Inverter berkapasitas menengah dan kecil umumnya mencakup sirkuit inverter push-pull, sirkuit inverter jembatan penuh dan sirkuit inverter boost frekuensi tinggi. Sirkuit push-pull menghubungkan steker netral dari transformator boost ke catu daya positif, dan dua tabung daya alternatif pekerjaan, output daya ac, karena transistor daya terhubung ke tanah bersama, sirkuit penggerak dan kontrol sederhana, dan karena transformator memiliki induktansi bocor tertentu, ia dapat membatasi arus sirkuit pendek, sehingga meningkatkan relitifitas. Kerugiannya adalah bahwa pemanfaatan transformator rendah dan kemampuan untuk menggerakkan beban induktif buruk.
Sirkuit inverter jembatan penuh mengatasi kekurangan sirkuit push-pull. Transistor daya menyesuaikan lebar pulsa output, dan nilai efektif dari tegangan AC output yang sesuai. Karena sirkuit memiliki loop freewheeling, bahkan untuk beban induktif, bentuk gelombang tegangan output tidak akan terdistorsi. Kerugian dari sirkuit ini adalah bahwa transistor daya lengan atas dan bawah tidak berbagi tanah, sehingga sirkuit penggerak khusus atau catu daya yang terisolasi harus digunakan. Selain itu, untuk mencegah konduksi umum lengan jembatan atas dan bawah, sirkuit harus dirancang untuk dimatikan dan kemudian dihidupkan, yaitu, waktu mati harus diatur, dan struktur sirkuit lebih rumit.
Output sirkuit push-pull dan sirkuit jembatan penuh harus menambahkan transformator step-up. Karena trafo step-up berukuran besar, efisiensi rendah, dan lebih mahal, dengan pengembangan elektronik daya dan teknologi mikroelektronika, teknologi konversi step-up frekuensi tinggi digunakan untuk mencapai terbalik, dapat mewujudkan inverter kepadatan daya tinggi. Sirkuit boost tahap depan dari sirkuit inverter ini mengadopsi struktur push-pull, tetapi frekuensi kerja di atas 20kHz. Transformator Boost mengadopsi bahan inti magnetik frekuensi tinggi, sehingga ukurannya kecil dan ringan. Setelah inversi frekuensi tinggi, ia dikonversi menjadi arus bolak-balik frekuensi tinggi melalui transformator frekuensi tinggi, dan kemudian arus searah tegangan tinggi (umumnya di atas 300V) diperoleh melalui sirkuit filter penyearah frekuensi tinggi, dan kemudian dibalik melalui sirkuit inverter frekuensi daya.
Dengan struktur sirkuit ini, kekuatan inverter sangat ditingkatkan, kehilangan inverter tanpa beban berkurang, dan efisiensi ditingkatkan. Kerugian dari sirkuit adalah bahwa sirkuit rumit dan keandalannya lebih rendah dari dua sirkuit di atas.
Sirkuit kontrol sirkuit inverter
Sirkuit utama dari inverter yang disebutkan di atas semua perlu diwujudkan oleh sirkuit kontrol. Secara umum, ada dua metode kontrol: gelombang persegi dan gelombang positif dan lemah. Sirkuit catu daya inverter dengan output gelombang persegi sederhana, biaya rendah, tetapi efisiensi rendah dan komponen harmonik yang besar. . Output gelombang sinus adalah tren pengembangan inverter. Dengan pengembangan teknologi mikroelektronika, mikroprosesor dengan fungsi PWM juga telah keluar. Oleh karena itu, teknologi inverter untuk output gelombang sinus telah matang.
1. Inverter dengan output gelombang persegi saat ini sebagian besar menggunakan sirkuit terintegrasi modulasi-lebar pulsa, seperti SG 3 525, TL 494 dan seterusnya. Praktik telah membuktikan bahwa penggunaan sirkuit terintegrasi SG3525 dan penggunaan FET daya sebagai komponen daya switching dapat mencapai kinerja yang relatif tinggi dan inverter harga. Karena SG3525 memiliki kemampuan untuk secara langsung mendorong kemampuan FET daya dan memiliki sumber referensi internal dan penguat operasional dan fungsi perlindungan undervoltage, sehingga sirkuit perifernya sangat sederhana.
2. Sirkuit Terpadu Kontrol Inverter dengan output gelombang sinus, sirkuit kontrol inverter dengan output gelombang sinus dapat dikontrol oleh mikroprosesor, seperti 80 C 196 MC yang diproduksi oleh Intel Corporation, dan diproduksi oleh Motorola Company. MP 16 dan PI C 16 C 73 diproduksi oleh perusahaan chip Mi-CRO, dll. Komputer chip tunggal ini memiliki beberapa generator PWM, dan dapat mengatur lengan jembatan atas dan atas. Selama waktu mati, gunakan 80 C Intel Company 196 MC untuk mewujudkan sirkuit output gelombang sinus, 80 C 196 MC untuk menyelesaikan pembuatan sinyal gelombang sinus, dan mendeteksi tegangan output AC untuk mencapai stabilisasi tegangan.
Pemilihan perangkat daya di sirkuit utama inverter
Pilihan komponen daya utama dariinvertersangat penting. Saat ini, komponen daya yang paling banyak digunakan termasuk Darlington Power Transistors (BJT), Transistor Efek Bidang Daya (MOS-F ET), Transistor Gerbang Terisolasi (IGB). T) dan Turn-off Thyristor (GTO), dll., Perangkat yang paling banyak digunakan dalam sistem tegangan rendah berkapasitas kecil adalah MOS FET, karena MOS FET memiliki penurunan tegangan-state yang lebih rendah dan lebih tinggi frekuensi switching Ig BT umumnya digunakan dalam sistem tegangan tinggi dan kapasitas besar. Ini karena resistensi keadaan MOS FET meningkat dengan meningkatnya tegangan, dan Ig BT dalam sistem berkapasitas menengah menempati keuntungan yang lebih besar, sedangkan dalam sistem kapasitas kapasitas super besar (di atas 100 kVA), GTO umumnya digunakan sebagai komponen daya.
Waktu pos: Oktober-21-2021
