İnverterin çalışma prensibi:
İnverter cihazının çekirdeği, kısaca inverter devresi olarak adlandırılan inverter anahtar devresidir. Devre, güç elektroniği anahtarını açıp kapatarak inverter işlevini tamamlar.
Özellikler:
(1) Yüksek verimlilik gereklidir.
Günümüzde güneş hücrelerinin fiyatlarının yüksek olması nedeniyle, güneş hücrelerinin kullanımını en üst düzeye çıkarmak ve sistemin verimliliğini artırmak için invertörün verimliliğini artırmaya çalışmalıyız.
(2) Yüksek güvenilirlik gereklidir.
Günümüzde fotovoltaik güç istasyonu sistemi çoğunlukla uzak bölgelerde kullanılmakta olup, birçok güç istasyonu gözetimsiz ve bakımsız olduğundan, invertörün makul bir devre yapısına, sıkı bileşen seçimine sahip olması ve invertörün giriş DC polarite ters koruması, AC çıkış kısa devre koruması, aşırı ısınma, aşırı yük koruması vb. gibi çeşitli koruma fonksiyonlarına sahip olması gerekmektedir.
(3) Giriş voltajının daha geniş bir adaptasyon aralığına sahip olması gerekmektedir.
Çünkü güneş hücresinin terminal voltajı yük ve güneş ışığı yoğunluğuna göre değişir. Özellikle pil eskidiğinde terminal voltajı büyük ölçüde değişir. Örneğin, 12V'luk bir pil için terminal voltajı 10V ile 16V arasında değişebilir, bu da invertörün büyük bir DC giriş voltajı aralığında normal şekilde çalışmasını gerektirir.
Fotovoltaik invertör sınıflandırması：
İnverterleri sınıflandırmanın birçok yolu vardır. Örneğin, invertör tarafından üretilen AC voltajının faz sayısına göre, tek fazlı invertörler ve üç fazlı invertörler olarak ayrılabilir; Transistörlü invertörler, tristörlü invertörler ve kapatmalı tristörlü invertörler olarak ayrılır. İnverter devresinin prensibine göre, kendinden uyarmalı salınım invertörü, kademeli dalga süperpozisyonu invertörü ve darbe genişlik modülasyonlu invertör olarak da ayrılabilir. Şebekeye bağlı veya şebekeden bağımsız sistemdeki uygulamaya göre, şebekeye bağlı invertör ve şebekeden bağımsız invertör olarak ayrılabilir. Optoelektronik kullanıcıların invertörleri seçmesini kolaylaştırmak için, burada yalnızca invertörler farklı uygulanabilir durumlara göre sınıflandırılmıştır.
1. Merkezi invertör
Merkezi inverter teknolojisi, birkaç paralel fotovoltaik dizenin aynı merkezi inverterin DC girişine bağlanmasıdır. Genellikle, üç fazlı IGBT güç modülleri yüksek güç için kullanılır ve alan etkili transistörler düşük güç için kullanılır. DSP, üretilen gücün kalitesini iyileştirmek için denetleyiciyi dönüştürür ve bunu tipik olarak büyük fotovoltaik güç santralleri (>10kW) sistemlerinde kullanılan sinüs dalgası akımına çok yakın hale getirir. En büyük özellik, sistemin gücünün yüksek ve maliyetinin düşük olmasıdır, ancak farklı PV dizelerinin çıkış voltajı ve akımı genellikle tam olarak eşleşmediğinden (özellikle PV dizeleri bulutluluk, gölge, lekeler vb. nedeniyle kısmen bloke olduğunda), merkezi inverter benimsenir. Yöntemin değişmesi, inverter işleminin verimliliğinin azalmasına ve elektrik kullanıcılarının enerjisinin azalmasına yol açacaktır. Aynı zamanda, tüm fotovoltaik sistemin güç üretim güvenilirliği, bir fotovoltaik ünite grubunun zayıf çalışma durumundan etkilenir. Son araştırma alanı, uzay vektör modülasyon kontrolünün kullanımı ve kısmi yük koşullarında yüksek verim elde etmek için invertörlerin yeni topolojik bağlantısının geliştirilmesidir.
2. Dize invertörü
Dize invertörü modüler konsepte dayanmaktadır. Her PV dizisi (1-5kw) bir invertörden geçer, DC tarafında maksimum güç tepe izlemesine sahiptir ve AC tarafında paralel olarak bağlanır. Piyasadaki en popüler invertör.
Birçok büyük fotovoltaik güç santrali dize invertörleri kullanır. Avantajı, modül farklılıklarından ve dizeler arasındaki gölgelenmeden etkilenmemesi ve aynı zamanda fotovoltaik modüllerin optimum çalışma noktası ile invertör arasındaki uyumsuzluğu azaltarak güç üretimini artırmasıdır. Bu teknik avantajlar yalnızca sistem maliyetini düşürmekle kalmaz, aynı zamanda sistem güvenilirliğini de artırır. Aynı zamanda dizeler arasında "ana-köle" kavramı tanıtılır, böylece sistem birkaç fotovoltaik dize grubunu birbirine bağlayabilir ve bunlardan bir veya birkaçının tek bir enerji dizisinin tek bir invertörü çalıştıramayacağı koşuluyla çalışmasına izin verebilir. böylece daha fazla elektrik üretilir.
En son konsept, sistem güvenilirliğini bir adım öteye taşıyan "master-slave" konsepti yerine birkaç invertörün birbirleriyle bir "takım" oluşturmasıdır. Şu anda trafosuz dize invertörler hakimdir.
3. Mikro invertör
Geleneksel bir PV sisteminde, her dize invertörünün DC giriş ucu yaklaşık 10 fotovoltaik panel tarafından seri olarak bağlanır. 10 panel seri olarak bağlandığında, biri iyi çalışmazsa, bu dize etkilenir. Aynı MPPT, invertörün birden fazla girişi için kullanılırsa, tüm girişler de etkilenir ve bu da güç üretim verimliliğini büyük ölçüde azaltır. Pratik uygulamalarda, bulutlar, ağaçlar, bacalar, hayvanlar, toz, buz ve kar gibi çeşitli tıkanıklık faktörleri yukarıdaki faktörlere neden olur ve durum çok yaygındır. Mikro invertörün PV sisteminde, her panel bir mikro invertöre bağlanır. Panellerden biri iyi çalışmazsa, yalnızca bu panel etkilenir. Diğer tüm PV panelleri optimum şekilde çalışarak genel sistemi daha verimli hale getirir ve daha fazla güç üretir. Pratik uygulamalarda, dize invertörü arızalanırsa, birkaç kilovatlık güneş panelinin işlevini kaybetmesine neden olurken, mikro invertör arızasının etkisi oldukça küçüktür.
4. Güç iyileştirici
Bir güneş enerjisi üretim sistemine bir güç optimizatörünün kurulması, dönüşüm verimliliğini büyük ölçüde artırabilir ve maliyetleri azaltmak için invertörün işlevlerini basitleştirebilir. Akıllı bir güneş enerjisi üretim sistemini gerçekleştirmek için, cihaz güç optimizatörü her güneş hücresinin en iyi performansını göstermesini sağlayabilir ve pil tüketim durumunu her an izleyebilir. Güç optimizatörü, güç üretim sistemi ile invertör arasında bir cihazdır ve ana görevi, invertörün orijinal optimum güç noktası izleme işlevini değiştirmektir. Güç optimizatörü, devreyi basitleştirerek son derece hızlı optimum güç noktası izleme taraması gerçekleştirir ve tek bir güneş hücresi bir güç optimizatörüne karşılık gelir, böylece her güneş hücresi gerçekten optimum güç noktası izlemeyi elde edebilir. Ayrıca, bir iletişim çipi takılarak pil durumu her zaman ve her yerde izlenebilir ve sorun hemen bildirilebilir, böylece ilgili personel en kısa sürede onarabilir.
Fotovoltaik invertörün işlevi
İnverter yalnızca DC-AC dönüşüm işlevine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda güneş hücresinin performansını en üst düzeye çıkarma işlevine ve sistem arıza koruma işlevine de sahiptir. Özetlemek gerekirse, otomatik çalışma ve kapanma işlevleri, maksimum güç izleme kontrol işlevi, bağımsız olmayan çalışma işlevi (şebekeye bağlı sistem için), otomatik voltaj ayarlama işlevi (şebekeye bağlı sistem için), DC algılama işlevi (şebekeye bağlı sistem için), DC topraklama algılama işlevi (şebekeye bağlı sistemler için) vardır. İşte otomatik çalışma ve kapanma işlevlerine ve maksimum güç izleme kontrol işlevine kısa bir giriş.
(1) Otomatik çalışma ve durdurma fonksiyonu
Sabah güneş doğduktan sonra güneş radyasyon yoğunluğu giderek artar ve güneş hücresinin çıkışı da artar. İnverterin ihtiyaç duyduğu çıkış gücüne ulaşıldığında, inverter otomatik olarak çalışmaya başlar. İnverter çalışmaya başladıktan sonra, güneş hücresi modülünün çıkışını her zaman izleyecektir. Güneş hücresi modülünün çıkış gücü, inverterin çalışması için gereken çıkış gücünden büyük olduğu sürece, inverter çalışmaya devam edecektir; bulutlu ve yağmurlu olsa bile gün batımında duracaktır. İnverter de çalışabilir. Güneş hücresi modülünün çıkışı küçüldüğünde ve inverterin çıkışı 0'a yaklaştığında, inverter bekleme durumu oluşturacaktır.
(2) Maksimum güç izleme kontrol fonksiyonu
Bir güneş pili modülünün çıkışı, güneş radyasyonunun yoğunluğuna ve güneş pili modülünün kendi sıcaklığına (çip sıcaklığı) göre değişir. Ayrıca, güneş pili modülü, akımın artmasıyla voltajın azalması özelliğine sahip olduğundan, maksimum gücün elde edilebileceği optimum bir çalışma noktası vardır. Güneş radyasyonunun yoğunluğu değişmektedir ve açıkçası optimum çalışma noktası da değişmektedir. Bu değişikliklere göre, güneş pili modülünün çalışma noktası her zaman maksimum güç noktasındadır ve sistem her zaman güneş pili modülünden maksimum güç çıkışını elde eder. Bu kontrol, maksimum güç izleme kontrolüdür. Güneş enerjisi sistemleri için invertörlerin en büyük özelliği, maksimum güç noktası izleme (MPPT) işlevini içermeleridir.
Yayınlanma zamanı: 26-Eki-2022
