Trenutno je kineski fotonaponski sustav za proizvodnju energije uglavnom istosmjerni sustav, koji će puniti električnu energiju koju generira solarna baterija, a baterija izravno isporučuje napajanje opterećenju. Na primjer, solarni sustav za rasvjetu kućanstva na sjeverozapadu Kine i sustav napajanja mikrovalne stanice daleko od mreže sav su DC sustav. Ova vrsta sustava ima jednostavnu strukturu i nisku cijenu. Međutim, zbog različitog napona opterećenja (poput 12V, 24V, 48V itd.), Teško je postići standardizaciju i kompatibilnost sustava, posebno za civilnu snagu, jer se većina izmjeničnih opterećenja koristi s DC snagom. Teško je da fotonaponski napajanje opskrbi električnu energiju da uđe na tržište kao roba. Osim toga, stvaranje fotonaponskih energije na kraju će postići operaciju povezanu s mrežom, koja mora usvojiti zreli tržišni model. U budućnosti će AC fotonaponski sustavi za proizvodnju energije postati glavni tok stvaranja fotonaponske energije.
Zahtjevi sustava za proizvodnju fotonaponske energije za napajanje pretvarača
Fotonaponski sustav za proizvodnju električne energije koji koristi izmjeničnu snagu sastoji se od četiri dijela: fotonaponski niz, regulator punjenja i pražnjenja, baterija i pretvarač (sustav za proizvodnju energije povezan s mrežom može uštedjeti bateriju), a pretvarač je ključna komponenta. Fotonaloltaic ima veće zahtjeve za pretvarače:
1. Potrebna je visoka učinkovitost. Zbog visoke cijene solarnih ćelija trenutno, kako bi se maksimizirala upotreba solarnih ćelija i poboljšala učinkovitost sustava, potrebno je pokušati poboljšati učinkovitost pretvarača.
2. Potrebna je visoka pouzdanost. Trenutno se fotonaponski sustavi za proizvodnju energije uglavnom koriste u udaljenim područjima, a mnoge su elektrane bez nadzora i održavane. Ovo zahtijeva da pretvarač ima razumnu strukturu kruga, strogi odabir komponenti i zahtijeva da pretvarač ima različite zaštitne funkcije, kao što su ulazna zaštita od polariteta DC, zaštita kratkog spoja AC, pregrijavanje, zaštita od preopterećenja itd.
3. Ulazni napon istosmjernog napona potreban je za širok raspon prilagodbe. Budući da se terminalni napon baterije mijenja s opterećenjem i intenzitetom sunčeve svjetlosti, iako baterija ima važan učinak na napon baterije, napon baterije fluktuira s promjenom preostalih kapaciteta i unutarnjeg otpora baterije. Pogotovo kada baterija stare, njegov terminalni napon uvelike varira. Na primjer, terminalni napon 12 V baterije može varirati od 10 V do 16 V. To zahtijeva da pretvarač radi na većem istosmjernom pogonu osigurava normalan rad unutar raspona napona ulaznog napona i osigurati stabilnost izlaznog napona izmjeničnog struje.
4. U sustavima za proizvodnju fotonaponskih energija srednjeg i velikog kapaciteta, izlaz napajanja pretvarača trebao bi biti sinusni val s manje izobličenja. To je zato što u sustavima srednjeg i velikog kapaciteta, ako se koristi snaga kvadratnog vala, izlaz će sadržavati više harmoničnih komponenti, a veće harmonike stvorit će dodatne gubitke. Mnogi sustavi za proizvodnju fotonaponske energije opterećeni su komunikacijskom ili instrumentacijskom opremom. Oprema ima veće zahtjeve za kvalitetu električne mreže. Kad su sustavi za proizvodnju fotonaponskih srednjih i velikih kapaciteta povezani s mrežom, kako bi se izbjeglo zagađenje energije s javnom mrežom, pretvarač je također potreban za iznošenje struje sinusnih valova.
Pretvarač pretvara izravnu struju u izmjeničnu struju. Ako je napon izravne struje nizak, pojačava ga transformator izmjenične struje kako bi se dobila standardni napon i frekvencija izmjenične struje. Za pretvarače velikog kapaciteta, zbog visokog napona DC sabirnice, izmjenični izlaz općenito ne treba transformator za povećanje napona na 220V. U pretvaračima srednjeg i malog kapaciteta, istosmjerni napon je relativno nizak, kao što je 12V, za 24V, mora biti dizajniran krug pojačanja. Pretvori srednjeg i malog kapaciteta obično uključuju krugove pretvarača push-pull-a, krugove pretvarača punog mosta i visokofrekventne inverterske krugove. Push-pull krugovi povezuju neutralni utikač pojačanog transformatora na pozitivno napajanje, a dvije epruvete za napajanje naizmjenično djeluju, izlazna izmjenična snaga, jer su tranzistori napajanja spojeni na zajedničko tlo, pogonski i upravljački krugovi su jednostavni, a budući da transformator ima određenu induktivnost istjecanja, može ograničiti i poboljšanje kružnog kruga. Nedostatak je u tome što je upotreba transformatora niska, a sposobnost pokretanja induktivnih opterećenja je loša.
Krug pretvarača punog mosta prevladava nedostatke kruga push-pull-a. Tranzistor napajanja podešava izlaznu širinu impulsa, a efektivna vrijednost izlaznog izmjeničnog napona mijenja se u skladu s tim. Budući da krug ima petlju za slobodno upravljanje, čak i za induktivna opterećenja, valni oblik izlaznog napona neće biti iskrivljen. Nedostatak ovog kruga je da tranzistori snage gornje i donje ruke ne dijele zemlju, pa se mora koristiti namjenski pogonski krug ili izolirano napajanje. Osim toga, kako bi se spriječilo uobičajeno provođenje gornjih i donjih mosta, krug mora biti dizajniran da se isključi, a zatim uključi, to jest, mora se postaviti mrtvo vrijeme, a struktura kruga je složenija.
Izlaz push-pull kruga i kruga punog mosta mora dodati pojačani transformator. Budući da je pojačani transformator velik u veličini, nisku učinkovitost i skuplji, s razvojem energetske elektronike i tehnologije mikroelektroničke tehnologije, za postizanje obrnutog pretvarača koristi tehnologiju visokofrekventne fakture. Stroj za pojačanje ovog pretvarača u prednjoj fazi prihvaća strukturu push-pull-a, ali radna frekvencija je iznad 20kHz. Pojačani transformator prihvaća visokofrekventni materijal magnetske jezgre, tako da je malu veličinu i svjetlost u težini. Nakon visokofrekventne inverzije, pretvara se u visokofrekventnu izmjeničnu struju putem visokofrekventnog transformatora, a zatim se izravna struja visokog napona (uglavnom iznad 300V) dobiva kroz krug filtra visokofrekventnog ispravljača, a zatim se okreće kroz krug inverterske frekvencije napajanja.
S ovom strukturom kruga, snaga pretvarača se uvelike poboljšava, gubitak pretvarača bez opterećenja je na odgovarajući način smanjen, a učinkovitost se poboljšava. Nedostatak kruga je taj što je krug kompliciran, a pouzdanost je niža od gore navedenih dva kruga.
Upravljački krug kruga pretvarača
Glavni krugovi gore spomenutih pretvarača moraju se ostvariti kontrolnim krugom. Općenito, postoje dvije kontrolne metode: kvadratni val i pozitivan i slab val. Krug napajanja pretvarača s izlazom kvadratnog vala jednostavan je, nizak trošak, ali nizak učinkovitost i velik u harmoničnim komponentama. . Izlaz sinusnog vala je razvojni trend pretvarača. Uz razvoj mikroelektroničke tehnologije, također su izašli mikroprocesori s PWM funkcijama. Stoga je sazrela tehnologija pretvarača za sinusni valni izlaz.
1. Pretvarači s izlazom kvadratnog vala trenutno uglavnom koriste integrirane krugove modulacije pulsne širine, kao što su SG 3 525, TL 494 i tako dalje. Praksa je dokazala da upotreba integriranih krugova SG3525 i upotreba FET -a za napajanje kao komponente prebacivanja snage mogu postići relativno visoke performanse i pretvarača cijena. Budući da SG3525 ima mogućnost izravnog pokretanja sposobnosti FET -a i ima unutarnju funkciju zaštite referentnog izvora i operativnog pojačala i zaštite od pod naponom, tako da je njegov periferni krug vrlo jednostavan.
2. Integrirani krug kontrole pretvarača s izlazom sinusnog vala, upravljački krug pretvarača s izlazom sinusnog vala može kontrolirati mikroprocesor, poput 80 C 196 MC koju je proizvela Intel Corporation, a proizvodi Motorola Company. MP 16 i PI C 16 C 73 proizvedeni od tvrtke MI-Cro Chip Company itd. Ova računala s jednim čipom imaju više PWM generatora i mogu postaviti gornje i gornje ruke mosta. Tijekom mrtvog vremena, koristite 80 C 196 MC Intel Company da biste ostvarili izlazni krug sinusnog vala, 80 C 196 MC da biste dovršili stvaranje sinusnog valnog signala i otkrili napon izlaznog napona kako bi se postigla stabilizacija napona.
Odabir uređaja za napajanje u glavnom krugu pretvarača
Izbor glavnih komponenti snagepretvaračje vrlo važan. Trenutno, najčešće korištene komponente snage uključuju Darlington Power Transistors (BJT), tranzistore efekta polja snage (MOS-F ET), izolirane tranzistore vrata (IGB). T) i isključivanje tiristora (GTO) itd., Najkorišteniji uređaji u sustavima malog napona malog kapaciteta su MOS FET, jer MOS FET ima niži pad napona na stanju i veća, frekvencija prebacivanja Ig Bt obično se koristi u sustavima visokog napola i velikog kapaciteta. To je zato što se otpor MOS FET-a povećava s povećanjem napona, a IG BT je u sustavima srednjeg kapaciteta zauzima veću prednost, dok se u super velikom kapacitetu (iznad 100 kVA) GTOS uglavnom koriste kao komponente snage.
Post Vrijeme: Oct-21-2021
