太陽的光線出現(xiàn)在生活中的每一個地方,人們的生活已經(jīng)離不開太陽,太陽能不僅為植物生長提供光源,而且也能為人類提供能源,現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽能。這也就離不開電流傳感器的幫助。
隨著電站類型日益多樣化,對系統(tǒng)設計提出了更高的挑戰(zhàn):大型地面電站仍將保持較大的市場份額;隨著政策不斷完善,屋頂?shù)确植际诫娬緦⒖焖侔l(fā)展;農(nóng)光互補、漁光互補、漂浮式光伏等新型應用將增多。而逆變器的選型應當體現(xiàn)“因地制宜,科學設計”的基本原則。
針對大型地面電站,趙為表示集中式逆變器一直是主流解決方案。更低的初始投資,更友好的電網(wǎng)接入,更低成本的后期運維是選擇集中逆變器的主要依據(jù)。多個電站實際運行數(shù)據(jù)表明,在平坦無遮擋的應用場合,集中式與組串式發(fā)電量持平;且集中式逆變器單機容量不斷增大,1MW以上的系統(tǒng)將逐漸增多;組串式逆變器作為補充,40-100KW等更大功率的組串式逆變器將逐步取代20-40KW的組串式逆變器。
影響逆變器溫度的主要是地域溫差、晝夜溫差、季節(jié)溫差、天氣變化如太陽、風、雨等形成的溫差。同時自然散熱在熱源和器件、外殼之間也形成溫差,導致逆變器個部件之間形成溫差。在北方地區(qū)冬季溫度較低,很多地方低于-20℃,夏季溫度超過40℃,晝夜溫差20℃、季節(jié)溫差60℃,同時逆變器外殼的溫升在20~30℃,內(nèi)部IGBT的溫升在40~50℃。這樣容易在內(nèi)部腔體內(nèi)形成溫度差和各個部位的溫度差,并且溫度變化頻繁,這些對產(chǎn)品材料的選擇提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。此外早晚開機功率輸出,突變的陣雨及惡劣的天氣變化,溫變速率大,容易在一些部件上形成凝露,這也將影響逆變器的安全運行。
電流傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測電流的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為符合一定標準需要的電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。電流傳感器也稱磁傳感器,可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風力發(fā)電等等,在我們生活中都用到很多磁傳感器,比如說電腦硬盤、指南針,家用電器等等。
近年來,全球傳感器市場以穩(wěn)定的增長態(tài)勢向前發(fā)展,各國企業(yè)競相加速對傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū),而美國、德國、日本依然是傳感器市場分布最大的國家。
霍爾電流傳感器包括開環(huán)式和閉環(huán)式兩種電流傳感器,開環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理,閉環(huán)的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。高精度的霍爾電流傳感器大多屬于閉環(huán)式。
磁平衡式電流傳感器也稱補償式傳感器,即主回路被測電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場通過一個次級線圈,電流所產(chǎn)生的磁場進行補償, 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。
磁通門傳感器是利用被測磁場中高導磁率磁芯在交變磁場的飽和激勵下,其磁感應強度與磁場強度的非線性關系來測量弱磁場的。磁通門傳感器具有分辨力高、測量弱磁場范圍寬、可靠、能夠直接測量磁場的分量和適于在速運動系統(tǒng)中使用等特點。
反觀中國,伴隨著中國進入工業(yè)化時代,尤其是光伏、電動汽車等新能源行業(yè)的興起,中國傳感器需求才逐漸好轉,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2015年我國傳感器市場規(guī)模達1100億,2020年將達到2115億。國內(nèi)傳感器市場高度依賴進口,特別是高端傳感器方面,我國中高端傳感器進口比例高達八成。由于成本壓力,部分客戶傾向于國產(chǎn)品牌。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應到霍爾器件上, 所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動相應的功率管并使其導通,從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場 ,該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場, 使霍爾器件的輸 出逐漸減小。當與Ip與匝數(shù)相乘 所產(chǎn)生的磁場相等時,Is不再增加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ,此時可以通過Is來平衡。
磁通門電流傳感器以高精度、溫漂低、頻帶寬、響應快為優(yōu)點,特別適合于光伏逆變器,智能電網(wǎng)一二次融合設備的應用。電流傳感器雖然很小,但很關鍵,這個小小的元器件融合了越來越多的新技術。除了磁通門電流傳感器外,還有霍爾電流傳感器(開環(huán),閉環(huán))、隧道磁阻電流傳感器,客戶通常會根據(jù)不同的應用場景選擇不同原理的電流傳感器來實現(xiàn)相應的功能。
以上就是太陽能發(fā)電會用到的電流傳感器,如果某一天人們能高效利用太陽能,相信能解決很大的能源問題,畢竟太陽能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的,能保證人類的永續(xù)發(fā)展,需要我們科研人員更加努力。