Saat ini, sistem pembangkit listrik fotovoltaik Tiongkok sebagian besar merupakan sistem DC, yang mengisi energi listrik yang dihasilkan oleh baterai surya, dan baterai tersebut langsung menyuplai daya ke beban.Misalnya, sistem penerangan rumah tangga tenaga surya di Tiongkok Barat Laut dan sistem catu daya stasiun gelombang mikro yang jauh dari jaringan listrik semuanya merupakan sistem DC.Sistem jenis ini memiliki struktur sederhana dan biaya rendah.Namun karena tegangan DC beban yang berbeda (seperti 12V, 24V, 48V, dll.), sulit untuk mencapai standarisasi dan kompatibilitas sistem, terutama untuk daya sipil, karena sebagian besar beban AC digunakan dengan daya DC. .Sulitnya pasokan listrik fotovoltaik untuk memasok listrik untuk memasuki pasar sebagai komoditas.Selain itu, pembangkit listrik fotovoltaik pada akhirnya akan mencapai operasi yang terhubung dengan jaringan listrik, dan 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 yang menggunakan keluaran daya AC terdiri dari empat bagian: susunan fotovoltaik, pengontrol pengisian dan pengosongan, baterai dan inverter (sistem pembangkit listrik yang terhubung ke jaringan umumnya dapat menghemat baterai), dan inverter adalah komponen kuncinya.Fotovoltaik memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk inverter:
1. Diperlukan efisiensi yang tinggi.Karena tingginya harga sel surya saat ini, maka untuk memaksimalkan penggunaan sel surya dan meningkatkan efisiensi sistem, maka perlu dilakukan upaya untuk meningkatkan efisiensi inverter.
2. Diperlukan keandalan yang tinggi.Saat ini, sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama digunakan di daerah terpencil, dan banyak pembangkit listrik yang tidak dijaga dan dipelihara.Hal ini mengharuskan inverter memiliki struktur sirkuit yang masuk akal, pemilihan komponen yang ketat, dan mengharuskan inverter memiliki berbagai fungsi perlindungan, seperti perlindungan koneksi Polaritas DC masukan, perlindungan hubung singkat keluaran AC, panas berlebih, perlindungan kelebihan beban, dll.
3. Tegangan masukan DC diperlukan untuk memiliki berbagai macam adaptasi.Karena tegangan terminal baterai berubah seiring dengan beban dan intensitas sinar matahari, meskipun baterai mempunyai pengaruh penting terhadap tegangan baterai, tegangan baterai berfluktuasi seiring dengan perubahan sisa kapasitas baterai dan resistansi internal.Terutama ketika baterai sudah tua, tegangan terminalnya sangat bervariasi.Misalnya, tegangan terminal baterai 12 V dapat bervariasi dari 10 V hingga 16 V. Hal ini memerlukan inverter untuk beroperasi pada DC yang lebih besar. Pastikan pengoperasian normal dalam rentang tegangan masukan dan pastikan stabilitas tegangan keluaran AC.
4. Dalam sistem pembangkit listrik fotovoltaik berkapasitas sedang dan besar, keluaran catu daya inverter harus berupa gelombang sinus dengan distorsi yang lebih sedikit.Hal ini karena pada sistem berkapasitas sedang dan besar, jika digunakan daya gelombang persegi, keluarannya akan mengandung lebih banyak komponen harmonis, dan harmonisa yang lebih tinggi akan menghasilkan rugi-rugi tambahan.Banyak sistem pembangkit listrik fotovoltaik dilengkapi dengan peralatan komunikasi atau instrumentasi.Peralatan tersebut memiliki persyaratan yang lebih tinggi pada kualitas jaringan listrik.Ketika sistem pembangkit listrik fotovoltaik berkapasitas menengah dan besar dihubungkan ke jaringan listrik, untuk menghindari polusi listrik dengan jaringan umum, inverter juga diperlukan untuk mengeluarkan arus gelombang sinus.
Inverter mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik.Jika tegangan arus searah rendah maka dikuatkan oleh trafo arus bolak-balik sehingga diperoleh tegangan dan frekuensi arus bolak-balik standar.Untuk inverter berkapasitas besar, karena tegangan bus DC yang tinggi, keluaran AC umumnya tidak memerlukan trafo untuk mendongkrak tegangan hingga 220V.Pada inverter berkapasitas sedang dan kecil, tegangan DC relatif rendah, misalnya 12V. Untuk 24V harus dirancang rangkaian boost.Inverter berkapasitas sedang dan kecil umumnya mencakup rangkaian inverter dorong-tarik, rangkaian inverter jembatan penuh, dan rangkaian inverter penguat frekuensi tinggi.Sirkuit dorong-tarik menghubungkan steker netral dari transformator penambah ke catu daya positif, dan dua tabung daya Pekerjaan alternatif, keluaran daya AC, karena transistor daya terhubung ke titik bersama, rangkaian penggerak dan kontrolnya sederhana, dan karena transformator memiliki induktansi kebocoran tertentu, dapat membatasi arus hubung singkat, sehingga meningkatkan keandalan rangkaian.Kerugiannya adalah pemanfaatan trafo yang rendah dan kemampuan menggerakkan beban induktif yang buruk.
Rangkaian inverter jembatan penuh mengatasi kekurangan rangkaian dorong-tarik.Transistor daya menyesuaikan lebar pulsa keluaran, dan nilai efektif tegangan AC keluaran berubah.Karena rangkaian mempunyai loop freewheeling, bahkan untuk beban induktif, bentuk gelombang tegangan keluaran tidak akan terdistorsi.Kerugian dari rangkaian ini adalah transistor daya pada lengan atas dan bawah tidak berbagi ground, sehingga rangkaian penggerak khusus atau catu daya terisolasi harus digunakan.Selain itu, untuk mencegah konduksi umum pada lengan jembatan atas dan bawah, suatu rangkaian harus dirancang untuk dimatikan dan kemudian dihidupkan, yaitu waktu mati harus diatur, dan struktur rangkaian lebih rumit.
Keluaran rangkaian dorong-tarik dan rangkaian jembatan penuh harus ditambah trafo step-up.Karena trafo step-up berukuran besar, efisiensi rendah, dan lebih mahal, dengan berkembangnya teknologi elektronika daya dan mikroelektronika, teknologi konversi step-up frekuensi tinggi digunakan untuk mencapai pembalikan. Hal ini dapat mewujudkan inverter kepadatan daya tinggi.Rangkaian penguat tahap depan rangkaian inverter ini mengadopsi struktur dorong-tarik, tetapi frekuensi kerjanya di atas 20KHz.Transformator penguat mengadopsi bahan inti magnetik frekuensi tinggi, sehingga ukurannya kecil dan ringan.Setelah inversi frekuensi tinggi, diubah menjadi arus bolak-balik frekuensi tinggi melalui transformator frekuensi tinggi, dan kemudian arus searah tegangan tinggi (umumnya di atas 300V) diperoleh melalui rangkaian filter penyearah frekuensi tinggi, dan kemudian dibalik melalui a rangkaian inverter frekuensi daya.
Dengan struktur sirkuit ini, daya inverter meningkat pesat, kehilangan inverter tanpa beban berkurang, dan efisiensi meningkat.Kerugian dari rangkaian ini adalah rangkaiannya rumit dan keandalannya lebih rendah dibandingkan kedua rangkaian di atas.
Rangkaian kontrol rangkaian inverter
Rangkaian utama inverter yang disebutkan di atas semuanya perlu diwujudkan dengan rangkaian kontrol.Umumnya, ada dua metode pengendalian: gelombang persegi dan gelombang positif dan lemah.Rangkaian catu daya inverter dengan keluaran gelombang persegi sederhana, berbiaya rendah, tetapi efisiensinya rendah dan komponen harmonisnya besar..Output gelombang sinus adalah tren perkembangan inverter.Dengan berkembangnya teknologi mikroelektronika, bermunculan pula mikroprosesor dengan fungsi PWM.Oleh karena itu, teknologi inverter untuk keluaran gelombang sinus telah matang.
1. Inverter dengan keluaran gelombang persegi saat ini sebagian besar menggunakan rangkaian terpadu modulasi lebar pulsa, seperti SG 3 525, TL 494 dan seterusnya.Praktek telah membuktikan bahwa penggunaan sirkuit terpadu SG3525 dan penggunaan FET daya sebagai komponen daya switching dapat mencapai kinerja dan harga inverter yang relatif tinggi.Karena SG3525 memiliki kemampuan untuk langsung menggerakkan kemampuan FET daya dan memiliki sumber referensi internal dan penguat operasional serta fungsi perlindungan tegangan rendah, sehingga rangkaian periferalnya sangat sederhana.
2. Rangkaian kendali inverter dengan keluaran gelombang sinus, rangkaian kendali inverter dengan keluaran gelombang sinus dapat dikontrol oleh mikroprosesor, seperti 80 C 196 MC yang diproduksi oleh INTEL Corporation, dan diproduksi oleh Perusahaan Motorola.MP 16 dan PI C 16 C 73 diproduksi oleh Perusahaan MI-CRO CHIP, dll. Komputer chip tunggal ini memiliki beberapa generator PWM, dan dapat mengatur lengan jembatan atas dan atas.Selama waktu mati, gunakan 80 C 196 MC perusahaan INTEL untuk merealisasikan rangkaian keluaran gelombang sinus, 80 C 196 MC untuk menyelesaikan pembangkitan sinyal gelombang sinus, dan mendeteksi tegangan keluaran AC untuk mencapai stabilisasi tegangan.
Pemilihan Perangkat Daya di Sirkuit Utama Inverter
Pemilihan komponen tenaga utamainvertersangat penting.Saat ini, komponen daya yang paling banyak digunakan antara lain Darlington Power Transistor (BJT), Power Field Effect Transistor (MOS-F ET), Insulated Gate Transistor (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 on-state yang lebih rendah dan frekuensi switching IG BT yang lebih tinggi umumnya digunakan pada sistem tegangan tinggi dan berkapasitas besar.Hal ini karena resistansi MOS FET dalam keadaan meningkat seiring dengan peningkatan tegangan, dan IG BT dalam sistem berkapasitas sedang menempati keuntungan yang lebih besar, sedangkan dalam sistem berkapasitas super besar (di atas 100 kVA), GTO umumnya digunakan. sebagai komponen tenaga.
Waktu posting: 21 Oktober 2021
