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Introdução ao Inversor

2022-02-08 18:17:27

(1) Classificação e parâmetros característicos do inversor

A geração de energia fotovoltaica de célula solar é um sistema DC, ou seja, a geração de energia de célula solar pode carregar a bateria e a bateria diretamente para a carga; quando a carga é a energia AC, é necessário mudar a energia DC para a energia AC, então é necessário usar o inversor. A função do inversor é converter a energia DC em energia CA, que é um processo de retificação "reversa", por isso é chamado de "inversor". Dependendo do princípio do inversor de linha do inversor, existem inversores oscilantes auto-excitados, inversores de superposição de onda de passo e inversores de modulação de largura de pulso (PWM). De acordo com a topologia do circuito principal do inversor diferente, ele pode ser dividido em estrutura de meia ponte, estrutura de ponte completa, estrutura push-pull, etc. As funções de proteção do inversor incluem: proteção contra curto-circuito de saída, proteção contra sobrecorrente de saída, proteção contra sobretensão de saída, proteção contra subtensão de saída, proteção contra perda de fase de saída, proteção reversa de saída, proteção contra sobrecarga do circuito de energia, etc.

Proteção reversa de saída, proteção contra superaquecimento do circuito de energia e estabilização automática de tensão, etc.

Uma vez que a tensão das células fotovoltaicas é geralmente menor do que a tensão CA, um conversor de step-up DC é necessário no sistema inversor fotovoltaico, e a tensão de step-up DC precisa ser convertida em energia CA através do inversor. O núcleo do sistema inversor PV é o circuito de reforço DC e o circuito de comutação do inversor. Tanto o circuito de reforço DC quanto o circuito de comutação do inversor são usados para executar as funções de impulso DC e inversor correspondentes, ligando e desligando os dispositivos de comutação eletrônica de energia. Esses pulsos podem ser regulados alterando um sinal de tensão. O circuito que gera e regula os pulsos é geralmente chamado de circuito de controle. A conversão do inversor é o oposto da conversão de quadratura, ele usa um dispositivo de energia totalmente controlado com características de comutação, através de uma certa lógica de controle, o circuito de controle principal envia periodicamente um sinal de controle de comutação para o dispositivo de energia e, em seguida, acoplado pelo transformador step-up (step-down), moldar e filtrar para obter a energia AC necessária. Os inversores gerais de pequena e média potência usam tubos de efeito de campo de energia, transistores de porta isolados, inversores de alta potência são usados para desligar dispositivos tiristores.

Introdução ao Inversor 1

A escolha do inversor afeta a confiabilidade do desempenho e o custo do sistema PV. A seguir estão os parâmetros das características do inversor: forma de onda de saída, eficiência de conversão de energia, potência nominal, tensão de entrada, regulação de tensão, proteção de tensão, frequência, fator de potência de modulação, corrente reativa, tamanho e peso, ruído de áudio e RF, cabeçote e interruptor do medidor; alguns inversores também têm operação remota de carregamento da bateria, Interruptor de comutação de carga, e operação paralela. Os inversores autônomos geralmente produzem potência CA de 120V ou 240V a 50Hz ou frequência de 60Hz na entrada de tensão de DC 12V, 24V, 48V ou 120V.

Os inversores são geralmente classificados de acordo com suas formas de onda de saída: (i) onda quadrada; (ii) semelhante a onda senoidal; e (iii) onda senoidal. Os inversores de onda quadrada são relativamente baratos, com eficiências de até 90% ou mais, altos harmônicos e pequenos ajustes de tensão de saída; eles são adequados para cargas do tipo impedância e lâmpadas incandescentes. Inversores de onda senoidal estão disponíveis na largura de pulso de saída para melhorar a regulação de tensão, eficiência de até 90%, eles podem ser usados para conduzir uma variedade de cargas, tais como lâmpadas, equipamentos eletrônicos e a maioria dos motores, no entanto, eles são acionados por motores devido à perda de energia harmônica e menor eficiência do que os inversores de onda senoidal acionados. Os inversores de onda senoidal produzem formas de onda CA tão boas quanto as produzidas pela maioria dos dispositivos eletrônicos. Eles podem conduzir qualquer carga AC dentro da faixa de potência. Normalmente, as especificações do inversor podem ser aumentadas em 25% a partir do valor calculado, o que

Isso aumenta a confiabilidade da operação do componente e também permite um aumento modesto na carga. Para pequenas demandas de carga, a eficiência de todos os inversores é relativamente baixa: quando a demanda de carga excede mais de 50% da carga nominal, a eficiência do inversor atinge a eficiência nominal (cerca de 90%).

Introdução ao Inversor 2

Aqui estão algumas notas explicativas sobre alguns parâmetros: deeficiência de conversão de energia: Seu valor é igual à potência de saída do inversor dividido pela potência de entrada, e a eficiência do inversor irá variar muito dependendo da carga. Tensão de entrada: É determinado pela potência e tensão exigidas pela carga de corrente AC (direta). Geralmente, quanto maior a carga, maior a tensão de entrada do inversor necessária. Capacidade anti-surto: A maioria dos inversores pode exceder sua potência por um tempo limitado (alguns segundos), alguns transformadores e motores CA exigem várias vezes maior do que a operação normal da corrente de partida (geralmente também dura apenas alguns segundos), os requisitos de surto para essas cargas especiais devem ser medidos. -Corrente quiescente: este é o inversor

Corrente usada por si só quando não está carregando uma carga (sem consumo de energia), este parâmetro é importante ao transportar uma pequena carga por um longo tempo, quando a carga não é grande, a eficiência do inversor é extremamente baixa. Vs. Regulação de tensão: Isso significa a diversidade da tensão de saída. Mais sistemas têm uma tensão de saída quadrada média de raiz próxima a uma constante em uma grande faixa de carga. Proteção de tensão: O inversor será danificado quando a tensão DC é muito alta, e a tensão de entrada DC do inversor excederá o valor nominal quando o estágio frontal do inversor uma bateria estiver sobrecarregada, por exemplo, uma bateria de 12V pode atingir 16V ou superior após a sobrecarga, Que pode danificar o inversor conectado ao palco traseiro. Por isso, é muito necessário controlar o status de carregamento da bateria com um controlador. O inversor deve ter um circuito de proteção de teste de verificação quando não houver controlador. Quando a tensão da bateria é maior que o valor definido, o circuito de proteção desconectará o inversor. (7) Frequência: Nossa carga AC está trabalhando na frequência de 50Hz. O equipamento de alta qualidade requer ajuste de frequência preciso porque o desvio de frequência pode causar degradação do desempenho do medidor e do temporizador eletrônico. Modulação: É muito vantajoso usar vários inversores em alguns sistemas, que podem ser conectados em paralelo para acionar diferentes cargas. Às vezes, um interruptor de carga manual é usado para disponibilizar um inversor para atender aos requisitos de carga específicos de um circuito, a fim de evitar uma falha. Adicionar este interruptor melhora a confiabilidade do sistema. Fator de potência: O cosseno da diferença de fase entre a corrente e a tensão gerada pelo inversor é o fator de potência, que é 1 para cargas do tipo impedância, mas diminui para cargas indutivas (comumente usadas em sistemas residenciais) e às vezes pode ser inferior a 0,5. O fator de potência é determinado pela carga e não pelo inversor.

Deve-se notar que; os pólos positivos e negativos do inversor não devem ser invertidos, caso contrário, queimará os aparelhos elétricos em questão; a tensão de entrada máxima não deve exceder o limite superior da tensão de entrada nominal; porque o inversor tem uma certa corrente sem carga, A energia de entrada deve ser cortada quando não estiver em uso; a temperatura ambiente para uso é geralmente de 10 ~ 40, portanto, não derrame água no topo do inversor, tente evitar a luz solar direta, não coloque outros objetos no topo do inversor ou cubra o inversor de trabalho, Não o use perto de materiais inflamáveis e não o use em locais onde os gases inflamáveis se acumulam.

Introdução ao Inversor 3

Do aspecto técnico, ainda há uma lacuna entre as empresas nacionais e o nível avançado estrangeiro em termos de eficiência de conversão, processo de estrutura, grau de inteligência, estabilidade, etc. Atualmente, a China está no mesmo nível com países estrangeiros em tecnologia de inversor de energia pequena, mas no inversor conectado à rede de alta potência, ainda precisa de mais melhorias e desenvolvimento.

O desenvolvimento do inversor é altamente dependente da eletrônica de potência e da tecnologia de microeletrônica. A tecnologia de conversão de energia baseada na tecnologia de semicondutores e tecnologia de processamento de sinal permite que diferentes instalações de energia (geração de energia renovável, armazenamento de energia, transmissão flexível e carga controlável) alcancem uma interconexão eficiente e flexível com o sistema de energia, enquanto o inversor conectado à rede, como um dispositivo de conversão de energia, Desempenhará um futuro sistema de energia baseado na tecnologia de rede inteligente Como um dispositivo de conversão de energia, o inversor conectado à rede desempenhará um papel importante no futuro sistema de energia baseado na tecnologia de rede inteligente e é um elemento-chave do sistema de energia fotovoltaica conectado à rede. A principal função do inversor fotovoltaico é converter a energia CC dos painéis fotovoltaicos em energia CA sincronizada com a rede. Como uma das formas mais importantes de geração de energia distribuída, a eficiência e a qualidade da energia fotovoltaica

A topologia e o método de controle de corrente conectado à rede do inversor, como o canal de transmissão de energia, são os pontos quentes da atenção e da pesquisa na indústria.

(3) Requisitos técnicos do inversor no sistema fotovoltaico conectado à rede

Como o dispositivo de interface entre os módulos fotovoltaicos e a rede, o inversor fotovoltaico conectado à rede não deve apenas converter a energia CC emitida pelo painel solar em energia CA, mas também controlar a tensão, a corrente, a frequência e a fase da potência CA de saída, e resolver os problemas técnicos de interferência eletromagnética para a rede, Autoproteção, operação separada e rastreamento de potência máxima, e transmiti-lo para a rede pública. Portanto, a operação conectada à rede de usinas fotovoltaicas exige muito do inversor.

Os inversores têm alta eficiência. A eficiência da conversão afetará diretamente a quantidade de energia gerada pelo sistema de energia solar durante seu ciclo de vida. O preço atual das células solares ainda é alto, portanto, para maximizar a eficiência dos módulos solares e maximizar a saída do sistema, a eficiência do sistema deve ser melhorada e a eficiência do inversor deve ser melhorada. Dependendo do modelo, a eficiência de conversão de produtos de marca de primeira classe internacional é até

Pode chegar a mais de 98%. Os inversores fotovoltaicos de alta potência podem atingir 98,7% de eficiência de conversão, e a eficiência do rastreador de potência máxima (MPPT) pode chegar a 99,9%.

UpInversores com alta confiabilidade. As usinas fotovoltaicas distribuídas da China são usadas principalmente em áreas remotas sem supervisão, o que torna mais difícil verificar e manter o inversor, o que exige que o inversor fotovoltaico tenha uma estrutura de circuito razoável, componentes rigorosos e de alta qualidade e várias funções de proteção automática, como proteção de curto-circuito de saída AC, Proteção contra inversão de polaridade de entrada DC, proteção contra superaquecimento e sobrecarga, etc.

Introdução ao Inversor 4

O inversor possui uma ampla gama de tensão de entrada CC e é garantido para atender aos requisitos da rede. Como a geração de energia fotovoltaica está sujeita às condições climáticas, sua tensão do terminal de saída varia com a intensidade e a temperatura da carga e da luz solar. Embora a bateria tenha um papel importante na tensão das células solares, mas porque a tensão da bateria flutua com a capacidade restante e a resistência interna da bateria, especialmente a tensão final da bateria muda mais com o crescimento da vida útil, Que exige que o inversor deve ser capaz de trabalhar normalmente dentro de uma ampla tensão de entrada DC e garantir a estabilidade da tensão de saída, enquanto a corrente de saída não pode causar impacto na grade, em conformidade com os requisitos de grade conectada.

3. Em sistemas de geração de energia fotovoltaica de média e grande capacidade, o inversor deve produzir uma onda senoidal com menos distorção. Isso ocorre porque em usinas fotovoltaicas de médio e grande porte, se a fonte de alimentação de onda quadrada for usada, a saída conterá mais componentes harmônicos, e os altos harmônicos trarão perdas adicionais. Muitos sistemas de geração de energia fotovoltaica são carregados com equipamentos de comunicação ou equipamentos de instrumentação, que têm altos requisitos para a qualidade das ondas. Quando usinas fotovoltaicas de média e grande capacidade estão funcionando na rede, o inversor também deve ser obrigado a produzir corrente sinusoidal para evitar poluição de energia para a rede pública.

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