Аннотация: Эффективность солнечных инверторов обусловлена растущим рынком солнечных инверторов (фотоэлектрических инверторов) в связи со спросом на возобнов...
Эффективность солнечных инверторов обусловлена растущим рынком солнечных инверторов (фотоэлектрических инверторов) в связи со спросом на возобновляемые источники энергии. Эти инверторы требуют чрезвычайно высокой эффективности и надежности. Были исследованы силовые цепи, используемые в этих инверторах, и рекомендованы наилучшие варианты коммутационных и выпрямительных устройств. Общая структура фотоэлектрического инвертора показана на рисунке 1. На выбор предлагаются три различных инвертора. Солнечный свет освещает последовательно соединенные солнечные модули, а каждый модуль содержит набор последовательно соединенных солнечных батарей. Напряжение постоянного тока (DC), генерируемое солнечными модулями, составляет порядка сотен вольт, а конкретное значение зависит от условий освещения массива модулей, температуры батареи и количества последовательно соединенных модулей.
Основная функция инвертора этого типа — преобразование входного постоянного напряжения в стабильное значение. Эта функция реализуется повышающим преобразователем и требует повышающего переключателя и повышающего диода. В первой конструкции после повышающей ступени расположен изолированный мостовой преобразователь. Роль полного мостового трансформатора заключается в обеспечении изоляции. Второй мостовой преобразователь на выходе используется для преобразования постоянного тока мостового преобразователя первой ступени в напряжение переменного тока (AC). Его выход фильтруется перед подключением к сети переменного тока через дополнительный двухконтактный релейный переключатель,
Целью является обеспечение безопасной изоляции в случае неисправности и изоляции от электросети в ночное время. Вторая структура представляет собой неизолированный раствор. Среди них переменное напряжение напрямую генерируется постоянным напряжением, выдаваемым каскадом усилителя. Третья структура использует инновационную топологическую структуру силовых переключателей и силовых диодов для интеграции функций повышения и генерации переменного тока в специальную топологию. Хотя эффективность преобразования солнечных панелей очень низкая, эффективность инвертора максимально высока. Очень важно, чтобы она была близка к 100%. Ожидается, что в Германии модули серии 3 кВт, установленные на южной крыше, будут вырабатывать 2550 кВт·ч в год. Если эффективность инвертора увеличить с 95% до 96%, можно будет вырабатывать дополнительно 25 кВт·ч в год. Стоимость использования дополнительных солнечных модулей для выработки 25 кВт·ч эквивалентна добавлению инвертора. Поскольку повышение эффективности с 95% до 96% не приведет к удвоению стоимости инвертора, инвестиции в более эффективный инвертор являются неизбежным выбором. Для новых конструкций ключевым критерием проектирования является наиболее экономически эффективное повышение эффективности инвертора. Что касается надежности и стоимости инвертора, то здесь есть еще два критерия проектирования. Более высокая эффективность может уменьшить колебания температуры во время цикла нагрузки, тем самым повышая надежность, поэтому эти критерии фактически взаимосвязаны. Использование модулей также повысит надежность.
