Fil-qosor, il-proċess tax-xogħol ta 'inverter PV jista' jinqasam fi tliet stadji ewlenin:ġbir u ottimizzazzjoni tal-enerġija, Konverżjoni DC-AC, ugrid-konnessa/mitfi-adattament tal-grilja. Dan li ġej huwa tqassim dettaljat mill-perspettivi tal-prinċipji bażiċi, il-moduli ewlenin, u t-teknoloġiji ewlenin:
I. Għanijiet Ewlenin ta' Ħidma
Il-karatteristiċi tal-output tal-moduli PV huma suxxettibbli ħafna għall-illuminazzjoni u t-temperatura, u jippreżentaw relazzjoni mhux lineari bejn il-vultaġġ tal-ħruġ u l-kurrent. Barra minn hekk, l-enerġija DC ġġenerata direttament ma tistax tkun imqabbda direttament mal-grilja tal-mejn jew issuq tagħbijiet AC konvenzjonali. Għalhekk, l-inverter jeħtieġ li jikseb żewġ għanijiet ewlenin:
Timmassimizza l-output tal-enerġija: Issegwi l-punt massimu tal-ħruġ tal-enerġija tal-moduli PV f'ħin reali permezz tat-teknoloġija MPPT biex ittejjeb l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija kemm jista 'jkun.
Forma tal-mewġ u sinkronizzazzjoni: Ikkonverti l-enerġija DC f'enerġija AC sinusojdali li tissodisfa l-istandards tal-grilja (b'vultaġġ konsistenti, frekwenza, u fażi mal-grilja tal-enerġija) biex tiżgura sigurtà-konnessa mal-grilja jew tħaddim stabbli ta' tagħbijiet off-grid.
II. Proċess ta 'Ħidma Bażiku ta' Invertituri Fotovoltajċi
Teħid l-aktar komuniinverters PV konnessi mal-grilja-bħala eżempju, il-proċess tax-xogħol ġenerali jista 'jinqasam f'erba' passi:
Pass 1: Input u Iffiltrar DC (Ipproċessar tal-ġenb DC-)
L-output tal-enerġija DC mill-moduli PV konnessi f'serje/parallel-mhuwiex assolutament stabbli, b'ripples tal-vultaġġ u varjazzjonijiet tal-kurrent ikkawżati minn bidliet ta 'illuminazzjoni u differenzi fil-karatteristiċi tal-modulu.
L-inverter l-ewwel jgħaqqad mal-qawwa DC permezz ta 'aFjus DC(għall-protezzjoni ta' kurrent żejjed) u aDC surge arrester(għall-protezzjoni minn surge).
Imbagħad, ċirkwit tal-filtru magħmul minnKondensaturi/indutturi tal-filtru DCjintuża biex itaffi l-varjazzjonijiet tal-vultaġġ DC, li jipprovdi input DC stabbli għall-istadju ta 'konverżjoni sussegwenti.
Pass 2: Traċċar tal-Punt Massimu tal-Enerġija (MPPT)
Din hija rabta ewlenija għall-inverter biex ittejjeb l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija. Il-prinċipju ewlieni huwa li tiskopri l-vultaġġ tal-ħruġ u l-kurrent tal-moduli PV f'ħin reali permezzalgoritmi ta' kontroll, Ikkalkula l-qawwa tal-ħruġ tal-kurrent, u aġġusta dinamikament il-vultaġġ tad-dħul DC tal-inverter biex iżomm il-moduli PV joperaw fil-punt tal-produzzjoni tal-qawwa massima f'kull ħin.
Algoritmi MPPT komuni: Perturbazzjoni u Osservazzjoni (P&O), Konduttività Inkrementali (INC). Fost dawn, il-metodu ta 'konduttanza inkrementali għandu preċiżjoni ogħla u huwa adattat għal xenarji b'bidliet ta' illuminazzjoni mgħaġġla.
Metodu ta' implimentazzjoni: Aġġusta l-vultaġġ DC permezz ta 'aDC-Konvertitur DC(bħal ċirkwit Boost step-up). Meta l-vultaġġ tal-ħruġ tal-moduli PV huwa baxx, iċ-ċirkwit Boost isaħħaħha għal vultaġġ DC bus addattat għall-inverżjoni (eż., 380V DC bus li jikkorrispondi għal 380V AC output).
Pass 3: Konverżjoni DC-AC (Stadju tal-Inverżjoni tal-Qofol)
Din hija l-funzjoni ewlenija tal-inverter, li essenzjalment tikkonverti enerġija DC stabbli f'enerġija AC simili għal mewġa sine permezz tal-operazzjoni ta'-frekwenza għolja mixgħula-mitfija ta'Tagħmir elettroniku ta' swiċċjar tal-enerġija. Skont strutturi topoloġiċi differenti, huwa prinċipalment maqsuminvertituri ta'-fażi waħda(għall-applikazzjonijiet ta' enerġija baxxa-ċivili) uinvertituri bi tliet fażijiet(għall-applikazzjonijiet industrijali u kummerċjali ta' qawwa għolja-), bi prinċipji ewlenin konsistenti:
Apparat tal-bidla: Transisters Bipolari Insulated Gate (IGBTs) jew Metal-Osside-Qasam Semikondutturi-Transistors Effett (MOSFETs) huma adottati, li huma "swiċċijiet elettroniċi" għall-konverżjoni tal-enerġija u jistgħu jlestu kontroll fuq-mitfi fi żmien mikrosekondi.
Topoloġija tal-pont tal-inverter: L-aktar komunement użat huwa l-ċirkwit-inverter tal-pont sħiħ(b'4 apparati ta' swiċċjar għal-fażi waħda u 6 għal tliet-fażi). Nieħdu ċ-ċirkwit tal-pont-sħiħ ta' fażi unika- bħala eżempju:
Il-kontrollur joħroġSinjali tal-Modulazzjoni tal-Wagħa tal-Impuls (PWM).biex tikkontrolla s-sekwenza ta' mixgħul-off u ċ-ċiklu ta' xogħol tal-4 IGBTs.
Billi taġġusta l-wisa 'tal-polz, il-ħruġ tal-"ferrovija tal-polz tal-mewġ kwadru" mill-apparati tal-iswiċċjar huwa ffiltrat biex jiffurmaw enerġija AC qrib mewġa sine.
Iffiltrar AC: L-enerġija AC wara l-inverżjoni fiha armoniċi ta'-frekwenza għolja, li jeħtieġ li jiġu ffiltrati minnĊirkwit tal-filtru LCmagħmul minn indutturi tal-filtru AC u capacitors biex tinkiseb qawwa AC sinusojdali pura.
Pass 4: Grid-konnessa/Mifi-grid Adattament u Protezzjoni (AC-Ipproċessar tan-naħa)
1. Grid-inverters konnessi: Sinkronizzazzjoni u Konnessjoni tal-Grid
Jekk l-inverter jintuża għall-ġenerazzjoni tal-enerġija-konnessa mal-grilja, huwa meħtieġ li jiġi żgurat li l-enerġija AC tal-ħruġ tkunfl-istess frekwenza, fażi, u vultaġġbħala l-grilja tal-mejn:
-Ħin reali jiskopri l-frekwenza tal-vultaġġ u l-fażi tal-grilja tal-enerġija permezzTeknoloġija tal-Fażi-Locked Loop (PLL)., aġġusta l-fażi u l-frekwenza tal-produzzjoni tal-enerġija AC mill-inverter, u tikseb sinkronizzazzjoni preċiża mal-grilja tal-enerġija.
Qabbad mal-grilja tal-enerġija permezz ta' anAC contactor, u tiżgura s-sigurtà-konnessa mal-griljaprotezzjoni tal-gżejjer, protezzjoni ta 'vultaġġ żejjed / vultaġġ baxx, protezzjoni ta' kurrent żejjed, protezzjoni tal-frekwenza, eċċ. (eż., meta l-grilja ta 'l-enerġija tkun barra l-enerġija, l-inverter għandu jieqaf jaħdem immedjatament biex jipprevjeni li l-"effett ta' gżejjer" jipperikola l-persunal tal-manutenzjoni).
2. Invertituri tal-grid off-: Provvista Diretta tal-Enerġija
Jekk l-inverter jintuża f'sistema off-grid (eż., provvista ta' enerġija fotovoltajka f'żoni remoti), l-enerġija AC sinusojdali ffiltrata tiġi pprovduta direttament lit-tagħbijiet (eż., apparat tad-dar, tagħmir industrijali). Sadanittant, jista 'jiġi kkombinat ma' batteriji tal-ħażna tal-enerġija biex tinkiseb regolazzjoni stabbli tal-vultaġġ.
III. Tipi ewlenin ta 'Inverters Fotovoltajċi u Differenzi Topoloġiċi
Tipi differenti ta 'inverters għandhom differenzi żgħar fit-topoloġija tal-istadju tal-inverżjoni u huma adattati għal xenarji differenti:
Invertituri ċentrali(qawwa-għolja, għal użu industrijali/kummerċjali u impjanti tal-enerġija fotovoltajċi):
Tadottatransformer tal-frekwenza tal-enerġija/transformer ta' frekwenza-għoljatopoloġija. Xi tipi mingħajr transformer (mhux-iżolati) jiksbu iżolament permezz ta' capacitors, bil-qawwa tilħaq diversi megawatts. Huma kkaratterizzati minn integrazzjoni għolja u tħaddim u manutenzjoni konvenjenti.
String inverters(qawwa medja u żgħira, għall-użu domestiku u sistemi fotovoltajċi distribwiti):
Kull string PV hija mgħammra b'kontrollur MPPT indipendenti, u l-istadju ta 'inverżjoni jadotta topoloġija ta' pont sħiħ-. Hija tista 'ssegwi l-punt ta' qawwa massima ta 'kull spag b'mod indipendenti, tadatta għad-differenzi ta' illuminazzjoni fost kordi differenti (eż., dell).
Mikroinvertituri(qawwa-baxxa, għal sistemi fotovoltajċi domestiċi):
Installat direttament fuq in-naħa ta 'wara tal-moduli PV, b'mikroinverter wieħed li jikkorrispondi għal modulu wieħed, li jirrealizza "inverżjoni tal-livell tal-modulu-". Għandu l-ogħla preċiżjoni MPPT u huwa adattat għal ambjenti ta 'illuminazzjoni kumplessi.
IV. Indikaturi Tekniċi Ewlenin u Impatti fuq il-Prestazzjoni
Effiċjenza tal-inverżjoni: Invertituri ta'-kwalità għolja jistgħu jiksbu effiċjenza massima ta 'aktar minn 98% (effiċjenza Ewropea), li tiddependi prinċipalment fuq it-telf tal-konduzzjoni tal-apparati tal-iswiċċjar u l-preċiżjoni tat-traċċar tal-MPPT.
Distorsjoni Armonika Totali (THD): Inverters konnessi mal-grid-jeħtieġu THD Inqas minn jew ugwali għal 5%. Iktar ma jkun baxx it-THD, iktar tkun pura l-mewġa sine tal-ħruġ u iżgħar tkun l-interferenza mal-grilja tal-enerġija.
Effiċjenza MPPT: Ġeneralment meħtieġ li jkun Akbar minn jew ugwali għal 99%, li jaffettwa direttament il-ġenerazzjoni tal-enerġija ġenerali tas-sistema fotovoltajka.
Sommarju
L-essenza ta 'inverter PV hija litirrealizza l-konverżjoni tal-forma tal-enerġija permezz ta 'modulazzjoni ta'-frekwenza għolja b'apparat ta 'swiċċjar elettroniku tal-qawwa bħala l-qalba, filwaqt li tinkiseb ottimizzazzjoni tal-enerġija u adattament tal-grilja permezz ta 'algoritmi ta' kontroll. Il-qalba tal-prinċipju ta’ ħidma tagħha tinsab fi:twettiq ta' ottimizzazzjoni tal-enerġija permezz ta' konvertituri DC-DC, kisba ta' konverżjoni DC-AC permezz ta' pontijiet tal-inverter modulati PWM-, u tiżgura konnessjoni bla periklu tal-grilja permezz ta' linji msakkra tal-fażi-u ċirkwiti ta' protezzjoni. Dan il-proċess mhux biss jutilizza l-karatteristiċi ta 'swiċċjar mgħaġġel tat-teknoloġija elettronika tal-enerġija iżda wkoll jgħaqqad ir-regolamentazzjoni preċiża tat-teorija tal-kontroll, li jservi bħala rabta ewlenija għall-użu effettiv tal-enerġija f'sistemi ta' ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka.
