Gaur egun, Txinako energia fotovoltaikoa sortzeko sistema DC sistema bat da batez ere, hau da, eguzki bateriak sortutako energia elektrikoa kargatzeko, eta bateriak zuzenean hornitzen du kargari energia. Adibidez, Txinako ipar-mendebaldeko eguzki-etxeko argiztapen-sistema eta saretik urrun dagoen mikrouhin-estazioko elikatze-sistema DC sistema dira. Sistema mota honek egitura sinplea eta kostu baxua du. Hala ere, karga DC tentsio desberdinak direla eta (adibidez, 12V, 24V, 48V, etab.), zaila da sistemaren estandarizazioa eta bateragarritasuna lortzea, batez ere potentzia zibilerako, AC karga gehienak DC potentziarekin erabiltzen baitira. . Zaila da hornidura fotovoltaikoa elektrizitatea hornitzea merkatuan merkantzia gisa sartzea. Gainera, energia fotovoltaikoaren sorkuntzak sarera konektatutako funtzionamendua lortuko du azkenean, eta merkatu eredu heldua hartu behar du. Etorkizunean, AC energia fotovoltaikoa sortzeko sistemak energia fotovoltaikoaren sorkuntza nagusi bihurtuko dira.
Energia fotovoltaikoaren sorkuntza sistema inbertsorearen hornidurarako baldintzak
AC potentziaren irteera erabiliz energia fotovoltaikoa sortzeko sistemak lau zati ditu: fotovoltaikoa multzoa, karga eta deskarga kontrolagailua, bateria eta inbertsorea (sarera konektatutako energia sortzeko sistemak, oro har, bateria aurrez dezake), eta inbertsorea funtsezko osagaia da. Fotovoltaikoak eskakizun handiagoak ditu inbertsoreetarako:
1. Eraginkortasun handia behar da. Egun eguzki-zelulen prezio altua dela eta, eguzki-zelulen erabilera maximizatzeko eta sistemaren eraginkortasuna hobetzeko, beharrezkoa da inbertsorearen eraginkortasuna hobetzen saiatu.
2. Fidagarritasun handia behar da. Gaur egun, energia fotovoltaikoa sortzeko sistemak urrutiko eremuetan erabiltzen dira batez ere, eta zentral asko arretarik gabe eta mantentzen dira. Honek inbertsoreak zirkuitu egitura zentzuzkoa izatea, osagaien hautaketa zorrotza eta inbertsoreak babes-funtzio ezberdinak izatea eskatzen du, hala nola sarrerako DC polaritatearen konexioaren babesa, AC irteerako zirkuitu laburren babesa, gainberotzea, gainkarga babesa, etab.
3. DC sarrerako tentsioa egokitzapen zabala izateko beharrezkoa da. Bateriaren terminal tentsioa kargarekin eta eguzki-argiaren intentsitatearekin aldatzen denez, bateriak bateriaren tentsioan eragin handia duen arren, bateriaren tentsioa aldatu egiten da bateriaren gainerako gaitasunaren eta barne-erresistentziaren aldaketarekin. Batez ere bateria zahartzen ari denean, terminalen tentsioa asko aldatzen da. Esate baterako, 12 V-ko bateria baten terminal-tentsioa 10 V-tik 16 V-ra alda daiteke. Honek inbertsoreak DC handiago batean funtzionatzea eskatzen du. Ziurtatu funtzionamendu normala sarrerako tentsioaren barrutian eta AC irteerako tentsioaren egonkortasuna bermatu.
4. Edukiera ertaineko eta handiko energia fotovoltaikoko sistemetan, inbertsorearen elikadura-horniduraren irteerak distortsio gutxiagoko uhin sinuatikoa izan behar du. Hau da, gaitasun ertain eta handiko sistemetan, uhin karratuen potentzia erabiltzen bada, irteerak osagai harmoniko gehiago izango ditu eta harmoniko altuagoek galera gehigarriak sortuko dituzte. Energia fotovoltaikoko sistema asko komunikazio edo tresneria ekipamenduz kargatuta daude. Ekipamenduak sare elektrikoaren kalitatearen baldintza handiagoak ditu. Edukiera ertaineko eta handiko energia fotovoltaikoa sortzeko sistemak sarera konektatzen direnean, sare publikoarekin potentzia-kutsadura ekiditeko, inbertsoreak uhin sinusoidalaren korrontea ere atera behar du.
Inbertsoreak korronte zuzena korronte alterno bihurtzen du. Korronte zuzeneko tentsioa baxua bada, korronte alternoko transformadore batek indartzen du korronte alternoko tentsio eta maiztasun estandarra lortzeko. Edukiera handiko inbertsoreetarako, DC bus tentsio handia dela eta, AC irteerak, oro har, ez du transformatzailerik behar tentsioa 220V-ra igotzeko. Edukiera ertaineko eta txikiko inbertsoreetan, DC tentsioa nahiko baxua da, hala nola 12V, 24V-rako, bultzada zirkuitu bat diseinatu behar da. Edukiera ertaineko eta txikiko inbertsoreek, oro har, push-pull inbertsore-zirkuitu, zubi osoko inbertsore-zirkuitu eta maiztasun handiko boost-inbertsore-zirkuitu dituzte. Push-pull zirkuituak boost transformadorearen entxufe neutroa elikatze-iturri positiboarekin konektatzen ditu, eta bi potentzia-hodi Ordezko lana, irteerako AC potentzia, potentzia-transistoreak lur komunera konektatuta daudelako, disko- eta kontrol-zirkuitu errazak direlako eta Transformadoreak ihes-induktantzia jakin bat du, zirkuitu labur-korrontea mugatu dezake, horrela zirkuituaren fidagarritasuna hobetuz. Desabantaila da transformadorearen erabilera txikia dela eta karga induktiboak gidatzeko gaitasuna eskasa dela.
Zubi osoko inbertsore zirkuituak push-pull zirkuituaren gabeziak gainditzen ditu. Potentzia-transistoreak irteerako pultsu-zabalera doitzen du, eta irteerako AC tentsioaren balio eraginkorra horren arabera aldatzen da. Zirkuituak gurpil libreko begizta duelako, karga induktiboetarako ere, irteerako tentsioaren uhina ez da distortsionatuko. Zirkuitu honen desabantaila goiko eta beheko besoetako potentzia-transistoreek ez dutela lurra partekatzen da, beraz, disko zirkuitu dedikatu bat edo elikadura isolatu bat erabili behar da. Horrez gain, goiko eta beheko zubi-besoen eroapen arrunta saihesteko, zirkuitu bat itzali eta gero pizteko diseinatu behar da, hau da, denbora hila ezarri behar da eta zirkuituaren egitura konplikatuagoa da.
Push-pull zirkuituaren eta zubi osoko zirkuituaren irteerak transformadore urrats bat gehitu behar du. Transformadorea urrats handia, eraginkortasun baxua eta garestiagoa denez, potentzia-elektronika eta mikroelektronika teknologiaren garapenarekin, maiztasun handiko urrats-eraldaketa-teknologia erabiltzen da alderantzizkoa lortzeko Potentzia-dentsitate handiko inbertsorea konturatu daiteke. Inbertsore-zirkuitu honen aurreko faseko bultzada-zirkuituak push-pull egitura hartzen du, baina lan-maiztasuna 20KHz-tik gorakoa da. Boost transformadoreak maiztasun handiko nukleo magnetikoaren materiala hartzen du, beraz, tamaina txikia eta pisua arina da. Maiztasun handiko inbertsioaren ondoren, maiztasun handiko korronte alternoan bihurtzen da maiztasun handiko transformadore baten bidez, eta, ondoren, goi-tentsioko korronte zuzena (oro har 300V-tik gorakoa) lortzen da maiztasun handiko zuzengailuaren iragazki-zirkuitu baten bidez, eta gero alderantzikatu egiten da. potentzia maiztasun inbertsore zirkuitua.
Zirkuitu egitura honekin, inbertsorearen potentzia asko hobetzen da, inbertsorearen kargarik gabeko galera modu egokian murrizten da eta eraginkortasuna hobetzen da. Zirkuituaren desabantaila zirkuitua konplikatua dela eta fidagarritasuna goiko bi zirkuituek baino txikiagoa dela da.
Inbertsore zirkuituaren kontrol-zirkuitua
Aipatutako inbertsoreen zirkuitu nagusiak kontrol-zirkuitu baten bidez gauzatu behar dira. Oro har, bi kontrol-metodo daude: uhin karratua eta uhin positiboa eta ahula. Inbertsorearen elikadura-hornidura-zirkuitua uhin karratuaren irteera duen sinplea da, kostu txikia, baina eraginkortasun txikia eta osagai harmonikoetan handia. . Sinusoidal uhinaren irteera inbertsoreen garapen joera da. Mikroelektronikako teknologiaren garapenarekin, PWM funtzioak dituzten mikroprozesadoreak ere atera dira. Hori dela eta, uhin sinusoidalaren irteerarako inbertsore teknologia heldu da.
1. Gaur egun uhin karratuen irteera duten inbertsoreek pultsu zabalerako modulazioko zirkuitu integratuak erabiltzen dituzte gehienbat, hala nola SG 3 525, TL 494 eta abar. Praktikak frogatu du SG3525 zirkuitu integratuen erabilerak eta potentzia-FETak erabiltzea potentzia kommutazioko osagai gisa errendimendu eta prezio inbertsore nahiko altua lor dezaketela. SG3525 potentzia FETak zuzenean gidatzeko gaitasuna duelako eta barneko erreferentzia iturria eta anplifikadore operatiboa eta azpitentsioaren babeserako funtzioa duelako, beraz, bere zirkuitu periferikoa oso erraza da.
2. Inbertsorearen kontrol-zirkuitu integratua uhin sinusoidala irteera duen inbertsorearen kontrol-zirkuitua mikroprozesadore batek kontrolatu dezake, hala nola INTEL Corporation-ek ekoitzitako 80 C 196 MC eta Motorola konpainiak ekoitzitakoa. MI-CRO CHIP konpainiak ekoitzitako MP 16 eta PI C 16 C 73, etab. Txip bakarreko ordenagailu hauek PWM sorgailu anitz dituzte, eta goiko eta goiko zubi-besoak ezar ditzakete. Hildako denboran, erabili INTEL konpainiaren 80 C 196 MC sinusoidalaren irteerako zirkuitua konturatzeko, 80 C 196 MC sinusoidalaren seinalearen sorrera osatzeko eta detektatu AC irteerako tentsioa Tentsioaren egonkortzea lortzeko.
Inbertsorearen Zirkuitu Nagusian Potentzia Gailuen aukeraketa
Potentzia-osagai nagusien aukeraketainbertsoreoso garrantzitsua da. Gaur egun, gehien erabiltzen diren potentzia-osagaiak Darlington potentzia-transistoreak (BJT), potentzia-eremu-efektuaren transistoreak (MOS-F ET) eta ate isolatu transistoreak (IGB) dira. T) eta itzaltzeko tiristorea (GTO), etab., gaitasun txikiko tentsio baxuko sistemetan gehien erabiltzen diren gailuak MOS FET dira, MOS FET-ek egoera tentsio-jaitsiera txikiagoa duelako eta handiagoa IG BT-ren kommutazio-maiztasuna oro har da. tentsio handiko eta gaitasun handiko sistemetan erabiltzen da. Hau gertatzen da MOS FET-en egoera-erresistentzia tentsioaren gorakadarekin batera handitzen delako, eta IG BT-k Edukiera ertaineko sistemetan abantaila handiagoa hartzen duelako, eta super-handitasuneko (100 kVAtik gora) sistemetan, berriz, GTOak erabiltzen dira orokorrean. potentzia osagai gisa.
Argitalpenaren ordua: 2021-10-21
