逆變器是工業(yè)、生活中常用設(shè)備之一,即便是家用電器中,也存在逆變器的身影。上篇文章中,小編對工頻逆變器有所闡述。為增進大家對逆變器的認識,本文將對太陽能逆變器的效率以及太陽能逆變器的功能作用予以介紹。如果你對逆變器具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、太陽能逆變器的效率
太陽能逆變器的效率指由于對可再生能源的需求,太陽能逆變器 (光電逆變器) 的市場正在不斷增長。而這些逆變器需要極高的效率和可靠性。對這些逆變器中采用的功率電路進行了考察,并推薦了針對開關(guān)和整流器件的最佳選擇。光電逆變器的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示,有三種不同的逆變器可供選擇。太陽光照射在通過串聯(lián)方式連接的太陽能模塊上,每一個模塊都包含了一組串聯(lián)的太陽能電池(Solar Cell)單元。太陽能模塊產(chǎn)生的直流 (DC) 電壓在幾百伏的數(shù)量級,具體數(shù)值根據(jù)模塊陣列的光照條件、電池的溫度及串聯(lián)模塊的數(shù)量而定。
這類逆變器的首要功能是把輸入的 DC電壓轉(zhuǎn)換為一穩(wěn)定的值。該功能通過升壓轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn),并需要升壓開關(guān)和升壓二極管。在第一種結(jié)構(gòu)中,升壓級之后是一個隔離的全橋變換器。全橋變壓器的作用是提供隔離。輸出上的第二個全橋變換器是用來從第一級的全橋變換器的直流DC變換成交流 (AC) 電壓。其輸出再經(jīng)由額外的雙觸點繼電器開關(guān)連接到AC電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之前被濾波,
目的是在故障事件中提供安全隔離及在夜間與供電電網(wǎng)隔離。第二種結(jié)構(gòu)是非隔離方案。其中,AC交流電壓由升壓級輸出的DC電壓直接產(chǎn)生。第三種結(jié)構(gòu)利用功率開關(guān)和功率二極管的創(chuàng)新型拓撲結(jié)構(gòu),把升壓和AC交流產(chǎn)生部分的功能整合在一個專用拓撲中盡管太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率非常低,讓逆變器的效率盡可能接近100% 卻非常重要。在德國,安裝在朝南屋頂上的3kW串聯(lián)模塊預計每年可發(fā)電2550 kWh。若逆變器效率從95% 增加到 96%,每年便可以多發(fā)電25kWh。而利用額外的太陽能模塊產(chǎn)生這25kWh的費用與增加一個逆變器相當。由于效率從95% 提高到 96% 不會使到逆變器的成本加倍,故對更高效的逆變器進行投資是必然的選擇。對新興設(shè)計而言,以最具成本效益地提高逆變器效率是關(guān)鍵的設(shè)計準則。至于逆變器的可靠性和成本則是另外兩個設(shè)計準則。更高的效率可以降低負載周期上的溫度波動,從而提高可靠性,因此,這些準則實際上是相關(guān)聯(lián)的。模塊的使用也會提高可靠性。
二、太陽能逆變器功能作用
逆變器不只具有直交流變換功用,還具有最大限制地發(fā)揚太陽電池功能的功用和系統(tǒng)毛病維護功用。歸結(jié)起來有主動運轉(zhuǎn)和停機功用、最大功率跟蹤節(jié)制功用、防獨自運轉(zhuǎn)功用(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、主動電壓調(diào)整功用(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測功用(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測功用(并網(wǎng)系統(tǒng)用)。這里簡略引見主動運轉(zhuǎn)和停機功用及最大功率跟蹤節(jié)制功用。
1、主動運轉(zhuǎn)和停機功用:早晨日出后,太陽輻射強度逐步加強,太陽電池的輸出也隨之增大,當?shù)竭_逆變器任務(wù)所需的輸出功率后,逆變器即主動開端運轉(zhuǎn)。進入運轉(zhuǎn)后,逆變器便每時每刻看管太陽電池組件的輸出,只需太陽電池組件的輸出功率大于逆變器任務(wù)所需的輸出功率,逆變器就繼續(xù)運轉(zhuǎn);直到日落停機,即便陰雨天逆變器也能運轉(zhuǎn)。當太陽電池組件輸出變小,逆變器輸出接近0時,逆變器便構(gòu)成待機形態(tài)。
2、最大功率跟蹤節(jié)制功用:太陽電池組件的輸出是隨太陽輻射強度和太陽電池組件本身溫度(芯片溫度)而轉(zhuǎn)變的。別的因為太陽電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特征,因而存在能獲取最大功率的最佳任務(wù)點。太陽輻射強度是轉(zhuǎn)變著的,明顯最佳任務(wù)點也是在轉(zhuǎn)變的。相關(guān)于這些轉(zhuǎn)變,一直讓太陽電池組件的任務(wù)點處于最大功率點,系統(tǒng)一直從太陽電池組件獲取最大功率輸出,這種節(jié)制就是最大功率跟蹤節(jié)制。太陽能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點就是包羅了最大功率點跟蹤(MPPT)這一功用。
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