Praegu on Hiina fotogalvaanilise energiatootmise süsteem peamiselt alalisvoolu süsteem, milleks on päikeseaku toodetud elektrienergia laadimine ja aku tarnib otse koormusele energiat. Näiteks on Hiinas loodeosas asuv päikeseenergia valgustussüsteem ja ruudustikust kaugel asuv mikrolainejaama toiteallikate süsteem kõik alalisvoolu süsteem. Seda tüüpi süsteemil on lihtne struktuur ja odavad kulud. Erinevate koormuspingete (näiteks 12 V, 24 V, 48 V jne) tõttu on süsteemi standardimist ja ühilduvust keeruline, eriti tsiviiljõudude jaoks, kuna enamikku vahelduvvoolukoormustest kasutatakse alalisvooluga. Fotogalvaanilisel toiteallikatel on elektrienergia tarnimine turule sisenemisel keeruline. Lisaks saavutab fotogalvaaniline energiatootmine lõpuks ruuduga ühendatud toimingu, mis peab võtma kasutusele küpset turumudelit. Tulevikus saavad vahelduvvoolu fotogalvaanilise energiatootmise süsteemid fotogalvaanilise energiatootmise peavoolu.
Fotogalvaanilise energiatootmissüsteemi nõuded muunduri toiteallika jaoks
Fotogalvaaniline energiatootmissüsteem, mis kasutab vahelduvvoolu väljundit, koosneb neljast osast: fotogalvaaniline massiiv, laadimis- ja tühjendus kontroller, aku ja muundur (ruudustikuga ühendatud elektritootmise süsteem saab üldiselt aku salvestada) ja muundur on võtmekomponent. Fotogalvaanilisel on muunduritele kõrgemad nõuded:
1. Vajalik on kõrge tõhusus. Päikeserakkude kõrge hinna tõttu on päikesepatareide kasutamise maksimeerimiseks ja süsteemi efektiivsuse parandamiseks vajalik inverteri efektiivsuse parandamiseks.
2. Vajalik on kõrget usaldusväärsust. Praegu kasutatakse fotogalvaanilisi energiatootmissüsteeme peamiselt kaugemates piirkondades ning paljud elektrijaamad on järelevalveta ja hooldatud. See nõuab muunduril mõistliku vooluahela struktuuri, range komponentide valiku ja inverteril oleks erinevad kaitsefunktsioonid, näiteks sisend DC polaarsuse ühenduse kaitse, AC väljundi lühise kaitse, ülekuumenemine, ülekoormuse kaitse jne.
3. DC sisendpinge on vajalik laias valikus kohanemine. Kuna aku klemmipinge muutub koormuse ja päikesevalguse intensiivsusega, kuigi akul on oluline mõju aku pingele, kõigub aku pinge aku ülejäänud mahu ja sisemise takistuse muutmisega. Eriti kui aku vananeb, varieerub selle klemmipinge suuresti. Näiteks võib 12 V aku klemmipinge varieeruda vahemikus 10 V kuni 16 V. See nõuab muunduri toimimist suurema alalisvoolu juures, tagamaks sisendpinge vahemikus normaalset tööd ja tagama vahelduvvoolu väljundi pinge stabiilsuse.
4. Keskmise ja suure võimsusega fotogalvaanilise energiatootmise süsteemides peaks muunduri toiteallika väljund olema siinuslaine, mille moonutused on väiksemad. Selle põhjuseks on asjaolu, et keskmise ja suure võimsusega süsteemides, kui ruutlaine võimsus kasutatakse, sisaldab väljund rohkem harmoonilisi komponente ja kõrgemad harmoonilised tekitavad täiendavaid kaotusi. Paljud fotogalvaanilised energiatootmissüsteemid on laaditud kommunikatsiooni- või mõõteseadmetega. Seadmel on elektrivõrgu kvaliteedile kõrgemad nõuded. Kui keskmise ja suuremahulise fotogalvaanilise energiatootmise süsteemid on ruudustikuga ühendatud, on avaliku võrega energiasaaste vältimiseks vajalik ka siinuslainevoolu väljastamiseks vajalik muundur.
Inverter teisendab alalisvoolu vahelduvvooluks. Kui alalisvoolupinge on madal, suurendab seda vahelduvvoolu trafo, et saada standardne vahelduvvoolupinge ja sagedus. Suure mahutavusega muundurite puhul ei vaja AC-väljund kõrge alalisvoolu siini pinge tõttu tavaliselt trafo, et pinget suurendada 220 V-ni. Keskmise ja väikese võimsusega muundurites on alalisvoolupinge suhteliselt madal, näiteks 12 V, 24 V jaoks tuleb kavandada tõukering. Keskmise ja väikese võimekuse muundurid hõlmavad tavaliselt tõukepulga muunduri vooluringi, täissilla muunduri vooluringi ja kõrgsagedusliku tõukemuunduri vooluahelaid. Push-Pull vooluahelad ühendavad võimenduse trafo neutraalse pistiku positiivse toiteallikaga ja kaks toitetoru vaheldumisi, väljundvõimsust, kuna toite transistorid on ühendatud ühise maaga, on ajami- ja juhtimisahelad lihtsad ning kuna trafo on teatud lekke induktiivsus, saab see piirata lühise voolu, parandades seega vooluringi. Puuduseks on see, et trafo kasutamine on madal ja võime induktiivse koormuse juhtimiseks on halb.
Täissilla muundur võtab üle tõukejõudude puudused. Toite transistor reguleerib väljundi impulsi laiust ja väljundi vahelduvvoolu pinge efektiivne väärtus muutub vastavalt. Kuna vooluringil on isegi induktiivsete koormuste korral vabakäik, ei moonutata väljundpinge lainekuju. Selle vooluringi puudus on see, et ülemise ja alumise käte toitetransistorid ei jaga maad, seetõttu tuleb kasutada spetsiaalset ajami vooluahelat või isoleeritud toiteallikat. Lisaks sellele tuleb ülemise ja alumise sillavarre ühise juhtivuse vältimiseks konstrueerida vooluring välja ja seejärel sisse lülitada, see tähendab, et surnud aeg tuleb seada ja vooluahela struktuur on keerulisem.
Push-tõmbe vooluahela ja täissilla vooluahela väljund peab lisama astmelise trafo. Kuna astmelise trafo on suure suurusega, madala efektiivsuse ja kallim, kasutades energiaelektroonika ja mikroelektroonika tehnoloogia arendamist, kasutatakse vastupidise saavutamiseks kõrgsagedusliku sammu muundamise tehnoloogiat. Selle muunduri vooluahela esiastme tõusuahel võtab kasutusele tõukejõu, kuid töösagedus on üle 20 kHz. Boost Transformer võtab kasutusele kõrgsagedusliku magnetilise südamiku materjali, nii et see on väikese suuruse ja raskusega. Pärast kõrgsagedusliku inversiooni muundatakse see kõrgsageduslikuks vooluks läbi kõrgsagedusliku trafo ja seejärel kõrge pingega sirgend (tavaliselt üle 300 V) saadakse kõrgsagedusliku alaldi filtri vooluahela kaudu ja seejärel vahetatakse läbi võimsuse sageduse sisemise ahela.
Selle vooluahela struktuuri korral on muunduri võimsus oluliselt paranenud, muunduri koormata kadu väheneb vastavalt ja tõhusus paraneb. Ahela puuduseks on see, et vooluring on keeruline ja töökindlus on madalam kui kahel ülaltoodud vooluahelal.
Muunduri vooluahel
Ülalnimetatud muundurite peamised vooluahelad peavad kõik realiseerima juhtringi abil. Üldiselt on kaks juhtimismeetodit: ruudukujuline laine ning positiivne ja nõrk laine. Ruutlaine väljundiga muunduri toiteallika vooluring on lihtne, madala hinnaga, kuid madala efektiivsusega ja suurte harmooniliste komponentidega. . Sinelaine väljund on muundurite arengusuund. Mikroelektroonika tehnoloogia arendamisel on välja tulnud ka PWM -funktsioonidega mikroprotsessorid. Seetõttu on siinuslaine väljundi muunduri tehnoloogia küpsenud.
1. ruutlaine väljundiga muundurid kasutavad praegu enamasti impulsi laiusega modulatsiooni integreeritud vooluahelaid, näiteks SG 3 525, TL 494 jne. Praktika on tõestanud, et SG3525 integreeritud vooluahelate kasutamine ja elektriliste FET -de kasutamine lülitusvõimsuse komponentidena võivad saavutada suhteliselt suure jõudluse ja hinnainverterid. Kuna SG3525 -l on võime vahetult juhtida FETS -i võimekust ning sellel on sisemine võrdlusallikas ning operatiivne võimendi ja alapinge kaitse funktsioon, seega on selle perifeerne vooluring väga lihtne.
2. Inverteri juhtimisseade integreeritud vooluahel koos siinuslaine väljundiga, siinuslaine väljundiga muunduri juhtimisahelat saab kontrollida mikroprotsessoriga, näiteks 80 C 196 MC, mille on tootnud Intel Corporation, ja toodetud Motorola Company. MP 16 ja PI C 16 C 73, mille on toodetud Mi-Cro Chip Company jne. Nendel ühekiibide arvutitel on mitu PWM-generaatorit ning nad saavad seada ülemise ja ülemise silla relvad. Surnud aja jooksul kasutage Inteli ettevõtte 80 C 196 MC, et realiseerida siinuslaine väljundvooluahela, 80 C 196 MC, et viia lõpule siinuselainesignaali genereerimine ja tuvastada vahelduvvoolu väljundpinge, et saavutada pinge stabiliseerumine.
Toiteseadmete valimine muunduri põhiringis
Peamiste võimsuskomponentide valikmuunduron väga oluline. Praegu hõlmavad enim kasutatud toitekomponendid Darlington Power Transistorid (BJT), jõuvälja efekti transistorid (MOS-F ET), isoleeritud värava transistorid (IGB). T) ja türistor (GTO) jne. Selle põhjuseks on asjaolu, et MOS FET-i riigisisene takistus suureneb koos pinge suurenemisega ja Ig BT on keskmise mahutavusega süsteemid suuremad eelised, samas kui üliarmresvõimsus (üle 100 kVa) süsteemides kasutatakse GTO-sid üldiselt energiakomponentidena.
Postiaeg: 21. oktoober 20121
