V súčasnosti je čínsky systém výroby fotovoltaickej výroby energie hlavne systém DC, ktorý má nabíjať elektrickú energiu generovanú solárnou batériou a batéria priamo dodáva energiu na záťaž. Napríklad solárny systém osvetlenia domácnosti v severozápadnej Číne a systém napájania mikrovlnnej stanice ďaleko od mriežky sú DC systémom. Tento typ systému má jednoduchú štruktúru a nízke náklady. Avšak z dôvodu rôznych napätí jednosmerného zaťaženia (ako je 12 V, 24 V, 48 V atď.) Je ťažké dosiahnuť štandardizáciu a kompatibilitu systému, najmä pre civilnú moc, pretože väčšina zaťaženia striedavého prúdu sa používa s jednosmerným výkonom. Je ťažké pre fotovoltaické napájanie dodávať elektrinu na vstup na trh ako komoditu. Okrem toho generovanie fotovoltaickej energie nakoniec dosiahne prevádzku spojenú s mriežkou, ktorá musí prijať zrelý model trhu. V budúcnosti sa systémy na výrobu energie AC fotovoltaické stanú hlavným prúdom generovania fotovoltaickej energie.
Požiadavky systému fotovoltaickej výroby energie pre napájanie meniča
Systém generovania energie fotovoltaického výroby pomocou striedavého výstupu pozostáva zo štyroch častí: fotovoltaické pole, nabíjací a výtok ovládač, batéria a menič (systém generovania energie spojeného s mriežkou môže vo všeobecnosti uložiť batériu) a menič je kľúčový komponent. Fotovoltaic má pre meniče vyššie požiadavky:
1. Vyžaduje sa vysoká účinnosť. Vzhľadom na vysokú cenu solárnych článkov v súčasnosti, aby sa maximalizovala používanie solárnych článkov a zlepšila účinnosť systému, je potrebné sa pokúsiť zlepšiť účinnosť meniča.
2. Vyžaduje sa vysoká spoľahlivosť. V súčasnosti sa fotovoltaické systémy výroby energie používajú hlavne vo vzdialených oblastiach a mnoho elektrární je bez dozoru a udržiavané. To vyžaduje, aby menič mal primeranú štruktúru obvodu, prísny výber komponentov a vyžadoval, aby menič mal rôzne ochranné funkcie, ako napríklad ochrana pripojenia polarity DC DC, ochrana striedavého výstupu, ochrana predbežného obvodu, prehriatie, ochrana proti preťaženiu atď.
3. Vstupné napätie DC je potrebné, aby malo širokú škálu adaptácie. Keďže sa napätie terminálu batérie mení s zaťažením a intenzitou slnečného žiarenia, hoci batéria má dôležitý vplyv na napätie batérie, napätie batérie kolíše so zmenou zvyšnej kapacity batérie a vnútorného odporu. Najmä vtedy, keď batéria starne, jej koncové napätie sa veľmi líši. Napríklad terminálové napätie 12 V batérie sa môže meniť od 10 V do 16 V. Vyžaduje sa, aby menič pracoval pri väčšej DC zabezpečil normálnu prevádzku v rozsahu vstupného napätia a zabezpečiť stabilitu výstupného napätia striedavého prúdu.
4. V systémoch generovania fotovoltaickej energie v strednej a veľkej kapacite by mal byť výstupom napájania meniča sínusová vlna s menším skreslením. Je to tak preto, že v systémoch strednej a veľkej kapacity, ak sa využije výkon štvorcovej vlny, výstup bude obsahovať viac harmonických komponentov a vyššia harmonika spôsobí ďalšie straty. Mnoho systémov na výrobu fotovoltaickej výroby energie je naložených komunikačnými alebo prístrojovými zariadeniami. Zariadenie má vyššie požiadavky na kvalitu energetickej mriežky. Ak sú systémy na výrobu fotovoltaickej energie stredného a veľkého kapacity pripojené k mriežke, aby sa predišlo znečisteniu energie s verejnou mriežkou, menič je tiež potrebný na výstup prúdu sínusovej vlny.
Invertor prevádza priamy prúd na striedavý prúd. Ak je napätie priameho prúdu nízke, posilňuje sa transformátor striedavého prúdu, aby sa získal štandardné napätie a frekvencia striedavého prúdu. Pre rozsiahle meniče, v dôsledku vysokého napätia zbernice DC, výstup striedavého prúdu vo všeobecnosti nepotrebuje transformátor na zvýšenie napätia na 220 V. V stredných a malé kapacitné meniče je jednosmerné napätie relatívne nízke, napríklad 12 V, pre 24 V, musí byť navrhnutý obvod zosilnenia. Stredné a malé kapacitné meniče vo všeobecnosti zahŕňajú obvody s meničom push-pull, obvody s meničom s plným mostíkom a vysokofrekvenčné obvody meniča zosilňovača. Obvody push-pull spájajú neutrálnu zástrčku transformátora Boost k pozitívnemu zdroju napájania a dve elektrické trubice alternatívne práce, výstupné striedavé napájanie, pretože výkonové tranzistory sú pripojené k spoločnému zemi, sú jednotné a riadiace obvody jednoduché, a pretože transformátor má určitú indukčnosť úniku, môže obmedziť skratový prúd, čím sa zlepšuje spoľahlivosť obvodu. Nevýhodou je, že využitie transformátora je nízke a schopnosť riadiť induktívne zaťaženie je zlá.
Obvod s meničom s plným mostíkom prekonáva nedostatky obvodu push-pull. Výkonový tranzistor nastavuje šírku výstupného impulzu a podľa toho sa zmení účinná hodnota výstupného napätia striedavého prúdu. Pretože obvod má voľnú slučku, dokonca aj pri induktívnych zaťaženiach, výstupný priebeh napätia nebude skreslený. Nevýhodou tohto obvodu je, že výkonové tranzistory horných a dolných ramien nezdieľajú zem, takže sa musí použiť vyhradený hnací obvod alebo izolovaný zdroj napájania. Okrem toho, aby sa zabránilo bežnému vedeniu horných a dolných mostov, musí byť obvod navrhnutý tak, aby bol vypnutý a potom zapnutý, to znamená, že musí byť nastavený mŕtvy čas a štruktúra obvodu je zložitejšia.
Výstup obvodu push-pull a obvodu s plným mostom musí pridať krokový transformátor. Pretože stupňový transformátor má veľkú veľkosť, má nízku účinnosť a drahší, s vývojom elektroniky a technológie mikroelektroniky, technológia vysokofrekvenčnej konverzie kroku sa používa na dosiahnutie spätného systému, ktorý môže realizovať menič s vysokou hustotou energie. Obvod posilnenia tohto invertora obvodu v prednom štádiu prijíma štruktúru push-pull, ale pracovná frekvencia je nad 20 kHz. Zosilňovač transformátora prijíma vysokofrekvenčný materiál magnetického jadra, takže má malú veľkosť a hmotnosť svetla. Po vysokofrekvenčnej inverzii sa prevedie na vysokofrekvenčný striedavý prúd prostredníctvom vysokofrekvenčného transformátora a potom sa priamy prúd s vysokým napätím (všeobecne nad 300V) získa prostredníctvom vysokofrekvenčného usmerňovacieho obvodu filtra a potom sa prevráti cez obvod meniča frekvencie napájania.
S touto štruktúrou obvodu je sila meniča výrazne zlepšená, strata meniča bez zaťaženia je zodpovedajúcim spôsobom znížená a účinnosť sa zlepšuje. Nevýhodou obvodu je, že obvod je komplikovaný a spoľahlivosť je nižšia ako vyššie uvedené dva obvody.
Riadiaci obvod obvodu meniča
Hlavné obvody vyššie uvedených meničov musia byť uvedené riadiacim obvodom. Všeobecne existujú dve metódy riadenia: štvorcová vlna a pozitívna a slabá vlna. Obvod napájacieho zdroja meniča s výstupom štvorcových vĺn je jednoduchý, nízky náklady, ale nízka účinnosť a veľké v harmonických komponentoch. . Výstup sínusovej vlny je vývojový trend meničov. S vývojom mikroelektronických technológií vyšli aj mikroprocesory s funkciami PWM. Preto sa invertorová technológia pre výstup sínusových vĺn dozrela.
1. Invertory s výstupom štvorcových vĺn v súčasnosti väčšinou používajú integrované obvody modulácie šírky impulzov, ako sú SG 3 525, TL 494 atď. Prax preukázala, že použitie integrovaných obvodov SG3525 a použitie výkonových FET ako komponentov prepínania výkonu môže dosiahnuť relatívne vysoké výkonné a cenové meniče. Pretože SG3525 má schopnosť priamo riadiť schopnosť FET FETS a má vnútorný referenčný zdroj a prevádzkový zosilňovač a funkciu ochrany podvzdušňovania, takže jeho periférny obvod je veľmi jednoduchý.
2. Integrovaný obvod invertora s výstupom sínusových vĺn, riadiaci obvod meniča s výstupom sínusových vĺn môže byť regulovaný mikroprocesorom, ako je 80 C 196 MC, ktorý produkoval spoločnosť Intel Corporation, a produkovaný spoločnosťou Motorola Company. MP 16 a PI C 16 C 73 vyrobené spoločnosťou MI-CRO ChIP Company atď. Tieto počítače s jedným čipom majú viac generátorov PWM a môžu nastaviť horné a horné mostové ramená. Počas mŕtveho času použite na dokončenie generovania signálu sínusových vĺn a zisťte výstupný napätie napätia a zistite, že na dosiahnutie stabilizácie napätia napätia použite 80 C 196 MC spoločnosti Intel Company, na dosiahnutie výstupného obvodu sínusovej vlny, 80 c 196 MC.
Výber napájacích zariadení v hlavnom obvode meniča
Výber hlavných komponentov výkonumeničje veľmi dôležitý. V súčasnosti medzi najpoužívanejšie výkonové komponenty patria Darlington Power Transistors (BJT), tranzistory efektu poľa (MOS-F), izolované bránové tranzistory (IGB). T) a vypnutie tyristora (GTO) atď., Najpoužívanejšie zariadenia v nízko napätí v malej kapacite sú MOS FET, pretože MOS FET má nižší pokles napätia v štáte a vyššia je spínacia frekvencia IG BT sa všeobecne používa vo vysokorýchlostných a veľkokapacitných systémoch. Je to preto, že rezistencia MOS FET sa zvyšuje so zvyšujúcim sa napätím a Ig BT je v systémoch so strednou kapacitou väčšiu výhodu, zatiaľ čo v systémoch super veľkej kapacity (nad 100 kVA) sa GTO všeobecne používajú ako výkonové komponenty.
Čas príspevku: október-21-2021
