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Introducción al inversor

2022-02-08 18:17:27

(1) Clasificación y parámetros característicos del inversor

La generación de energía fotovoltaica de la célula solar es un sistema de DC, es decir, la generación de energía de la célula solar puede cargar la batería, y la batería directamente a la carga; cuando la carga es energía de CA, es necesario cambiar la energía de CC a la energía de CA, entonces es necesario utilizar el inversor. La función del inversor es convertir la potencia de CC a la potencia de CA, que es un proceso de rectificación "inverso", por lo que se llama "inversor". Dependiendo del principio del inversor de la línea del inversor, hay inversores oscilantes autoexcitados, inversores de superposición de onda escalonada e inversores de modulación de ancho de pulso (PWM). De acuerdo con la topología del circuito principal del inversor diferente, se puede dividir en estructura de medio puente, estructura de puente completo, estructura de empuje-tracción, etc. Las funciones de protección del inversor incluyen: protección de cortocircuito de salida, protección de sobrecorriente de salida, protección de sobretensión de salida, protección de subtensión de salida, protección de pérdida de fase de salida, protección inversa de salida, protección de sobrecarga del circuito de alimentación, etc.

Protección inversa de salida, protección contra sobrecalentamiento del circuito de potencia y estabilización automática de voltaje, etc.

Dado que el voltaje de las celdas fotovoltaicas suele ser menor que el voltaje de CA, se necesita un convertidor de aumento de CC en el sistema de inversor fotovoltaico, y el voltaje de aumento de CC debe convertirse en energía de CA a través del inversor. El núcleo del sistema del inversor PV es el circuito de refuerzo de CC y el circuito del interruptor del inversor. Tanto el circuito de refuerzo de CC como el circuito de interruptor del inversor se utilizan para realizar las funciones correspondientes de impulso y inversor de CC al encender y apagar los dispositivos de interruptor electrónicos de alimentación. Estos pulsos se pueden regular cambiando una señal de voltaje. El circuito que genera y regula los pulsos suele denominarse circuito de control. La conversión del inversor es lo opuesto a la conversión en cuadratura, utiliza un dispositivo de potencia completamente controlado con características de conmutación, a través de una cierta lógica de control, el circuito de control principal envía periódicamente una señal de control de conmutación al dispositivo de potencia, y luego se acopla por el transformador paso hacia arriba (paso abajo), dar forma y filtrar para obtener la potencia de CA requerida. Los inversores generales de potencia pequeña y mediana utilizan tubos de efecto de campo de potencia, transistores de puerta aislados, inversores de alta potencia se utilizan para apagar dispositivos de tiristores.

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La elección del inversor afecta la confiabilidad del rendimiento y el costo del sistema fotovoltaico. Los siguientes son parámetros de características del inversor: forma de onda de salida, eficiencia de conversión de energía, potencia nominal, voltaje de entrada, regulación de voltaje, protección de voltaje, frecuencia, factor de potencia modulante, corriente reactiva, tamaño y peso, ruido de audio y RF, cabezal del medidor y interruptor; algunos inversores también tienen carga de batería de operación remota, Interruptor de cambio de carga, y operación paralela. Los inversores independientes generalmente producen energía de 120V o 240V CA a una frecuencia de 50Hz o 60Hz a una entrada de voltaje de CC 12V, 24V, 48V o 120V.

Los inversores generalmente se clasifican de acuerdo con sus formas de onda de salida: (i) onda cuadrada; (ii) como una onda sinusoidal; y (iii) onda sinusoidal. Los inversores de onda cuadrada son relativamente económicos, con eficiencias de hasta el 90% o más, altos armónicos y pequeños ajustes de voltaje de salida; son adecuados para cargas de tipo impedancia y lámparas incandescentes. Los inversores de onda sinusoidal están disponibles en el ancho del pulso de salida para mejorar la regulación de voltaje, la eficiencia hasta el 90%, se pueden utilizar para conducir una variedad de cargas como lámparas, equipos electrónicos y la mayoría de los motores, sin embargo, son impulsados por motores debido a la pérdida de energía armónica y la menor eficiencia que los inversores de onda sinusoidal impulsados. Los inversores de onda sinusoidal producen formas de onda de CA que son tan buenas como las producidas por la mayoría de los dispositivos electrónicos. Pueden impulsar cualquier carga de CA dentro del rango de potencia. Normalmente, las especificaciones del inversor se pueden aumentar en un 25% desde el valor calculado, que tanto

Esto aumenta la fiabilidad de la operación del componente y también permite un modesto aumento de la carga. Para pequeñas demandas de carga, la eficiencia de todos los inversores es relativamente baja: cuando la demanda de carga supera más del 50% de la carga nominal, la eficiencia del inversor alcanza la eficiencia nominal (aproximadamente 90%).

Introducción al inversor 2

Aquí hay algunas notas explicativas sobre algunos parámetros: ① Eficiencia de conversión de potencia: su valor es igual a la potencia de salida del inversor dividida por la potencia de entrada, y la eficiencia del inversor variará mucho según la carga. ② Voltaje de entrada: está determinado por la potencia y el voltaje requeridos por la carga de corriente alterna (directa). Generalmente, cuanto mayor es la carga, mayor es el voltaje de entrada del inversor requerido. ③ Capacidad anti-sobretensión: la mayoría de los inversores pueden exceder su potencia nominal por un tiempo limitado (unos segundos), algunos transformadores y motores de CA requieren varias veces más alto que el funcionamiento normal de la corriente de arranque (generalmente también dura solo unos segundos), deben medirse los requisitos de sobretensión para estas cargas especiales. ④ Corriente inactiva: este es el inversor

Actual utilizado por sí mismo cuando no lleva una carga (no hay consumo de energía), este parámetro es importante cuando se lleva una pequeña carga durante mucho tiempo, cuando la carga no es grande, la eficiencia del inversor es extremadamente baja. ⑤ Regulación de voltaje: Esto significa la diversidad de la tensión de salida. Más sistemas tienen un voltaje de salida cuadrado medio raíz cercano a una constante en un rango de carga grande. • Protección de voltaje: El inversor se dañará cuando el voltaje de CC sea demasiado alto, y el voltaje de entrada de CC del inversor excederá el valor nominal cuando la etapa frontal del inversor una batería está sobrecargada, por ejemplo, una batería de 12V puede alcanzar 16V o más después de la sobrecarga, Que puede dañar el inversor conectado a la etapa trasera. Por lo que es muy necesario controlar el estado de carga de la batería con un controlador. El inversor tendrá un circuito de protección de prueba de comprobación cuando no haya controlador. Cuando el voltaje de la batería es más alto que el valor establecido, el circuito de protección desconectará el inversor. (7) Frecuencia: Nuestra carga de CA funciona a una frecuencia de 50Hz. El equipo de alta calidad requiere un ajuste de frecuencia preciso porque la desviación de frecuencia puede causar la degradación del rendimiento del medidor y del temporizador electrónico. ⑧ Modulación: Es muy ventajoso utilizar múltiples inversores en algunos sistemas, que se pueden conectar en paralelo para impulsar diferentes cargas. A veces, se utiliza un interruptor de carga manual para hacer que un inversor esté disponible para cumplir con los requisitos de carga específicos de un circuito para evitar una falla. La adición de este interruptor mejora la fiabilidad del sistema. Factor de potencia: el coseno de la diferencia de fase entre la corriente y el voltaje generado por el inversor es el factor de potencia, que es 1 para cargas de tipo de impedancia, pero disminuye para cargas inductivas (comúnmente utilizadas en sistemas residenciales) y a veces puede ser inferior a 0,5. El factor de potencia está determinado por la carga y no por el inversor.

Cabe señalar que; los polos positivos y negativos del inversor no deben revertirse, de lo contrario quemará los aparatos eléctricos en cuestión; la tensión de entrada máxima no debe exceder el límite superior de la tensión de entrada nominal; porque el inversor tiene una cierta corriente sin carga, La potencia de entrada debe cortarse cuando no está en uso; la temperatura ambiente para su uso es generalmente de 10 ~ 40 ℃, por lo tanto, no derrame agua en la parte superior del inversor, trate de evitar la luz solar directa, no coloque otros objetos encima del inversor o cubra el inversor de trabajo, No lo use cerca de materiales inflamables y no lo use en lugares donde se acumulan gases inflamables.

Introducción al inversor 3

Desde el aspecto técnico, todavía hay una brecha entre las empresas nacionales y el nivel avanzado extranjero en términos de eficiencia de conversión, proceso de estructura, grado de inteligencia, estabilidad, etc. En la actualidad, China está al mismo nivel que los países extranjeros en la tecnología de inversor de pequeña potencia, pero en el inversor conectado a la red de alta potencia, todavía necesita una mayor mejora y desarrollo.

El desarrollo del inversor depende en gran medida de la electrónica de potencia y la tecnología de microelectrónica. La tecnología de conversión de energía basada en tecnología de semiconductores y tecnología de procesamiento de señales permite diferentes instalaciones de energía (generación de energía renovable, almacenamiento de energía, transmisión flexible y carga controlable) para lograr una interconexión eficiente y flexible con el sistema de energía, mientras que el inversor conectado a la red, como un dispositivo de conversión de energía, Desempeñará un futuro sistema de energía basado en tecnología de red inteligente Como dispositivo de conversión de energía, el inversor conectado a la red jugará un papel importante en el futuro sistema de energía basado en tecnología de red inteligente y es un elemento clave del sistema de energía fotovoltaica conectado a la red. La función principal del inversor PV es convertir la energía de CC de los paneles fotovoltaicos en energía de CA sincronizada con la red. Como una de las formas más importantes de generación de energía distribuida, la eficiencia y la calidad de la energía de la fotovoltaica

La topología y el método de control de corriente conectado a la red del inversor, como el canal de transmisión de energía, son los puntos calientes de atención e investigación en la industria.

(3) Requisitos técnicos del inversor en el sistema conectado a la red fotovoltaica

Como el dispositivo de interfaz entre los módulos fotovoltaicos y la red, el inversor conectado a la red fotovoltaica no solo debe convertir la potencia de CC emitida por el panel solar en energía de CA, sino también controlar el voltaje, la corriente, la frecuencia y la fase de la potencia de salida de CA, y resolver los problemas técnicos de la interferencia electromagnética a la red, Autoprotección, operación separada y seguimiento de potencia máxima, y transmitirlo a la red pública. Por lo tanto, la operación conectada a la red de las plantas fotovoltaicas impone altas demandas al inversor.

① Los inversores tienen alta eficiencia. La eficiencia de la conversión afectará directamente la cantidad de energía generada por el sistema de energía solar durante su ciclo de vida. El precio actual de las células solares sigue siendo alto, por lo que para maximizar la eficiencia de los módulos solares y maximizar la salida del sistema, la eficiencia del sistema debe mejorarse y la eficiencia del inversor debe mejorarse. Dependiendo del modelo, la eficiencia de conversión de los productos de marca internacionales de primera clase depende de

Puede llegar a más del 98%. Los inversores fotovoltaicos de alta potencia pueden alcanzar la eficiencia de conversión del 98,7%, y la eficiencia del rastreador de potencia máxima (MPPT) puede alcanzar el 99,9%.

② Inversores con alta fiabilidad. Las plantas de energía distribuida fotovoltaica de China se utilizan principalmente en áreas remotas desatendidas, lo que hace que sea más difícil verificar y mantener el inversor, lo que requiere que el inversor fotovoltaico tenga una estructura de circuito razonable, componentes estrictos y de alta calidad, y varias funciones de protección automática, como protección contra cortocircuitos de salida de CA, Protección de inversión de polaridad de entrada DC, sobrecalentamiento y protección de sobrecarga, etc.

Introducción al inversor 4

El inversor tiene una amplia gama de tensión de entrada de CC y está garantizado para cumplir con los requisitos de la red. Como la generación de energía fotovoltaica está sujeta a las condiciones climáticas, su voltaje terminal de salida varía con la intensidad y la temperatura de la carga y la luz solar. Aunque la batería tiene un papel importante en el voltaje de las células solares, pero debido a que el voltaje de la batería fluctúa con la capacidad restante y la resistencia interna de la batería, especialmente el voltaje final de la batería cambia más con el crecimiento de la vida útil, Que requiere que el inversor debe ser capaz de trabajar normalmente dentro de un amplio voltaje de entrada de CC y garantizar la estabilidad de la tensión de salida, mientras que la corriente de salida no puede causar impacto en la red, en línea con los requisitos conectados a la red.

④ En sistemas de generación de energía fotovoltaica de capacidad media y grande, el inversor debe emitir una onda sinusoidal con menos distorsión. Esto se debe a que en las plantas de energía fotovoltaica medianas y grandes, si se utiliza el suministro de energía de onda cuadrada, la salida contendrá más componentes armónicos, y los altos armónicos traerán pérdidas adicionales. Muchos sistemas de generación de energía fotovoltaica están cargados con equipos de comunicación o equipos de instrumentación, que tienen altos requisitos para la calidad de las olas. Cuando las plantas de energía fotovoltaica de capacidad media y grande están funcionando en la red, también se debe exigir al inversor que produzca corriente sinusoidal para evitar la contaminación energética a la red pública.

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