Inverterar tilheyra stórum hópi stöðugra invertera, sem innihalda marga af þeim sem eru í dag.'tæki sem geta„umbreyta„Rafmagnsbreytur í inntaki, svo sem spennu og tíðni, til að framleiða úttak sem er samhæft kröfum álagsins.

Almennt séð eru inverterar tæki sem geta breytt jafnstraumi í riðstraum og eru nokkuð algeng í iðnaðarsjálfvirkni og rafmagnsdrifum. Arkitektúr og hönnun mismunandi invertera er breytileg eftir hverju tilteknu forriti, jafnvel þótt kjarni tilgangs þeirra sé sá sami (umbreyting frá jafnstraumi í riðstraum).

1. Sjálfstæðir og nettengdir inverterar

Inverterar sem notaðir eru í sólarorkuforritum eru sögulega skipt í tvo meginflokka:

:Sjálfstæðir inverterar

:Inverterar tengdir við raforkukerfið

Sjálfstæðir inverterar eru ætlaðir fyrir notkun þar sem sólarorkuverið er ekki tengt við aðalorkudreifikerfið. Inverterinn getur veitt raforku til tengdra álagsaðila og tryggt stöðugleika helstu rafmagnsbreytna (spennu og tíðni). Þetta heldur þeim innan fyrirfram skilgreindra marka og getur þolað tímabundna ofhleðslu. Í þessum aðstæðum er inverterinn tengdur við rafhlöðugeymslukerfi til að tryggja stöðuga orkuframboð.

Inverterar tengdir við raforkukerfið geta hins vegar samstillt sig við raforkukerfið sem þeir eru tengdir við vegna þess að í þessu tilfelli eru spenna og tíðni...„lagður á„frá aðalkerfinu. Þessir inverterar verða að geta aftengt sig ef aðalkerfinu bilar til að koma í veg fyrir hugsanlega öfuga spennu frá aðalkerfinu, sem gæti skapað alvarlega hættu.

Mynd 1 - Dæmi um sjálfstætt kerfi og kerfi tengt við raforkukerfi. Mynd með leyfi Biblus.

2. Hvert er hlutverk strætisþéttisins

Tilgangur invertera er að umbreyta jafnspennu í riðstraumsmerki til að geta síðan sent afl inn í álag (t.d. raforkukerfið) á gefnu tíðni og með litlu fasahorni (φ ≈0). Einfölduð rafrás fyrir einfasa einpóla púlsbreiddarmótun (PWM) er sýnd á mynd2 (Sama almenna kerfið má útvíkka yfir á þriggja fasa kerfi). Í þessari skýringarmynd er sólarorkukerfi, sem virkar sem jafnspennugjafi með einhverri spanstuðul, mótað í riðstraumsmerki í gegnum fjóra IGBT-rofa samsíða fríhjóladíóðum. Þessir rofar eru stjórnaðir við hliðið í gegnum PWM-merki, sem er venjulega úttak IC-smásjár sem ber saman burðarbylgju (venjulega sínusbylgju með æskilegri útgangstíðni) og viðmiðunarbylgju á marktækt hærri tíðni (venjulega þríhyrningsbylgja við 5-20 kHz). Úttak IGBT-anna er mótað í riðstraumsmerki sem hentar til notkunar eða innspýtingar í raforkukerfið með því að beita ýmsum gerðum LC-sía.

Fá tilboð

Mynd 2: Púlsbreiddarmótun (PWM) einfasaUppsetning á inverter. IGBT rofarnir, ásamt LC útgangssíu, móta jafnstraumsinntaksmerkið í nothæft riðstraumsmerki. Þetta veldurSkaðleg spennubylgja yfir PV-tengipunktana. StrætisvagninnÞétti er stærðarstærð til að draga úr þessari öldu.

Notkun IGBT-anna veldur ölduspennu á tengipunkti sólarorkukerfisins. Þessi ölduspenna er skaðleg fyrir notkun sólarorkukerfisins, þar sem nafnspennan sem beitt er á tengipunktana ætti að vera haldin við hámarksaflspunkt (MPP) IV-kúrfunnar til að draga sem mest út afl. Spennuölduspenna á sólarorku tengipunktunum mun sveifla aflinu sem dregið er út úr kerfinu, sem leiðir til...

lægri meðalafköst (mynd 3). Þétti er bætt við strætisvagninn til að jafna út spennubylgjuna.

Mynd 3: Spennubylgja sem myndast á PV-tengipunktana með PWM-inverterakerfinu færir spennuna frá hámarksaflspunkti (MPP) PV-fylkisins. Þetta veldur bylgju í afköstum fylkisins þannig að meðalafköstin eru lægri en nafnafköstin (MPP).

Sveifluvídd spennubylgjunnar (frá toppi til topps) er ákvörðuð af rofatíðni, PV spennu, strætisrýmd og síu spann samkvæmt:

hvar:

VPV er jafnspenna sólarsellunnar,

Cbus er rýmd strætisþéttisins,

L er spanstuðull síuspólanna,

fPWM er rofatíðnin.

Jafna (1) á við um hugsjónþétti sem kemur í veg fyrir að hleðsla flæði í gegnum þéttinn við hleðslu og losar síðan orkuna sem er í rafsviðinu án viðnáms. Í raun er enginn þétti hugsjónaríkur (Mynd 4) heldur er hann samsettur úr mörgum þáttum. Auk hugsjónarrýmdar er rafskautið ekki fullkomlega viðnámsríkt og lítill lekastraumur rennur frá anóðu að katóðu eftir endanlegri skammhlaupsviðnámi (Rsh), framhjá rafskautinu (C). Þegar straumur rennur í gegnum þéttinn eru pinnarnir, spólurnar og rafskautið ekki fullkomlega leiðandi og það er jafngild raðviðnám (ESR) í röð við rafskautið. Að lokum geymir þéttinn einhverja orku í segulsviðinu, þannig að það er jafngild raðspann (ESL) í röð við rafskautið og ESR.

Mynd 4: Jafngild rás almenns þéttis. Þétti ersamsett úr mörgum ókjörnum þáttum, þar á meðal rafrýmd (C), óendanlegri skautviðnámi í gegnum rafleiðarann sem fer framhjá þéttinum, raðviðnámi (ESR) og raðspanni (ESL).

Jafnvel í íhlut sem virðist eins einfaldur og þétti, eru til fjölmargir þættir sem geta bilað eða brotnað niður. Hver þessara þátta getur haft áhrif á hegðun invertersins, bæði á AC og DC hliðinni. Til að ákvarða áhrif niðurbrots ófullkominna þéttiþátta á spennubylgjuna sem myndast yfir PV tengipunktana, var PWM einpóla H-brú inverter (Mynd 2) hermt eftir með SPICE. Síuþéttarnir og spólurnar eru haldnar við 250µF og 20mH, talið í sömu röð. SPICE líkönin fyrir IGBT-rofana eru fengin úr verkum Petrie o.fl. PWM merkið, sem stýrir IGBT-rofunum, er ákvarðað af samanburðarrás og öfugum samanburðarrás fyrir há- og lághliðar IGBT-rofana, talið í sömu röð. Inntakið fyrir PWM stýringarnar er 9,5V, 60Hz sínus burðarbylgja og 10V, 10kHz þríhyrningsbylgja.