ფოტოელექტრული ინვერტორის მუშაობის პრინციპი და მახასიათებლები

ინვერტორის მუშაობის პრინციპი:

ინვერტორული მოწყობილობის ბირთვი არის ინვერტორული გადამრთველი წრე, რომელსაც მოკლედ უწოდებენ ინვერტორულ წრედს.ჩართვა ასრულებს ინვერტორულ ფუნქციას დენის ელექტრონული გადამრთველის ჩართვით და გამორთვით.

Მახასიათებლები:

(1) საჭიროა მაღალი ეფექტურობა.

დღეისათვის მზის ელემენტების მაღალი ფასის გამო, მზის ელემენტების მაქსიმალური ათვისების და სისტემის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, უნდა ვეცადოთ, რომ გავაუმჯობესოთ ინვერტორული ეფექტურობა.

(2) საჭიროა მაღალი საიმედოობა.

ამჟამად, ფოტოელექტრული ელექტროსადგურის სისტემა ძირითადად გამოიყენება შორეულ რაიონებში, და ბევრი ელექტროსადგური არის უპატრონო და მოვლილი, რაც მოითხოვს ინვერტორს ჰქონდეს გონივრული მიკროსქემის სტრუქტურა, მკაცრი კომპონენტების შერჩევა და მოითხოვს ინვერტორს ჰქონდეს დაცვის სხვადასხვა ფუნქციები, როგორც: შეყვანის DC პოლარობის უკუ დაცვა, AC გამომავალი მოკლე ჩართვის დაცვა, გადახურებისგან, გადატვირთვისაგან დაცვა და ა.შ.

(3) შეყვანის ძაბვა საჭიროა ადაპტაციის უფრო ფართო დიაპაზონისთვის.

იმის გამო, რომ მზის ელემენტის ტერმინალური ძაბვა იცვლება დატვირთვისა და მზის ინტენსივობის მიხედვით.განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ბატარეა დაბერებულია, მისი ტერმინალის ძაბვა მნიშვნელოვნად განსხვავდება.მაგალითად, 12 ვ ბატარეისთვის, მისი ტერმინალის ძაბვა შეიძლება განსხვავდებოდეს 10 ვ-დან 16 ვ-მდე, რაც მოითხოვს ინვერტორს ნორმალურად მუშაობას დიდი DC შეყვანის ძაბვის დიაპაზონში.

ფოტოელექტრული ინვერტორების კლასიფიკაცია:

ინვერტორების კლასიფიკაციის მრავალი გზა არსებობს.მაგალითად, ინვერტორის მიერ ცვლადი ძაბვის გამომავალი ფაზების რაოდენობის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს ერთფაზიან ინვერტორებად და სამფაზიან ინვერტორებად;იყოფა ტრანზისტორი ინვერტორებად, ტირისტორულ ინვერტორებად და გამორთვის ტირისტორულ ინვერტორებად.ინვერტორული მიკროსქემის პრინციპის მიხედვით, ის ასევე შეიძლება დაიყოს თვითაღგზნებულ რხევის ინვერტორად, საფეხურიანი ტალღის სუპერპოზიციის ინვერტორად და პულსის სიგანის მოდულაციის ინვერტორად.ქსელთან დაკავშირებულ სისტემაში ან ქსელის მიღმა სისტემაში აპლიკაციის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს ქსელთან დაკავშირებულ ინვერტორად და ქსელგარეშე ინვერტორად.იმისათვის, რომ ხელი შეუწყოს ოპტოელექტრონულ მომხმარებლებს ინვერტორების არჩევაში, აქ მხოლოდ ინვერტორებია კლასიფიცირებული სხვადასხვა მოქმედი შემთხვევების მიხედვით.

1. ცენტრალიზებული ინვერტორი

ცენტრალიზებული ინვერტორული ტექნოლოგია არის ის, რომ რამდენიმე პარალელური ფოტოელექტრული სიმები დაკავშირებულია იმავე ცენტრალიზებული ინვერტერის DC შეყვანასთან.ზოგადად, სამფაზიანი IGBT დენის მოდულები გამოიყენება მაღალი სიმძლავრისთვის, ხოლო ველის ეფექტის ტრანზისტორები გამოიყენება დაბალი სიმძლავრისთვის.DSP გარდაქმნის კონტროლერს გენერირებული სიმძლავრის ხარისხის გასაუმჯობესებლად, რაც მას ძალიან უახლოვდება სინუსუსური ტალღის დენთან, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება დიდი ფოტოელექტრული ელექტროსადგურების სისტემებში (>10 კვტ).ყველაზე დიდი მახასიათებელი ის არის, რომ სისტემის სიმძლავრე მაღალია და ღირებულება დაბალია, მაგრამ იმის გამო, რომ სხვადასხვა PV სიმების გამომავალი ძაბვა და დენი ხშირად არ ემთხვევა (განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც PV სიმები ნაწილობრივ დაბლოკილია ღრუბლის, ჩრდილის, ლაქების გამო. და ა.შ.), მიღებულია ცენტრალიზებული ინვერტორი.გზის შეცვლა გამოიწვევს ინვერტორული პროცესის ეფექტურობის შემცირებას და ელექტროენერგიის მომხმარებლების ენერგიის შემცირებას.ამავდროულად, მთელი ფოტოელექტრული სისტემის ელექტროენერგიის წარმოების საიმედოობაზე გავლენას ახდენს ფოტოელექტრული ერთეულების ჯგუფის ცუდი სამუშაო მდგომარეობა.კვლევის უახლესი მიმართულებაა სივრცის ვექტორის მოდულაციის კონტროლის გამოყენება და ინვერტორების ახალი ტოპოლოგიური კავშირის შემუშავება ნაწილობრივი დატვირთვის პირობებში მაღალი ეფექტურობის მისაღებად.

2. სიმებიანი ინვერტორი

სიმებიანი ინვერტორი ეფუძნება მოდულურ კონცეფციას.თითოეული PV სტრიქონი (1-5 კვტ) გადის ინვერტორში, აქვს მაქსიმალური სიმძლავრის პიკი თვალყურის დევნება DC მხარეს და დაკავშირებულია პარალელურად AC მხარეს.ყველაზე პოპულარული ინვერტორი ბაზარზე.

ბევრი დიდი ფოტოელექტრული ელექტროსადგური იყენებს სიმებიანი ინვერტორებს.უპირატესობა ის არის, რომ მასზე გავლენას არ ახდენს მოდულების განსხვავებები და სიმებს შორის დაჩრდილვა და ამავდროულად ამცირებს შეუსაბამობას ფოტოელექტრული მოდულების ოპტიმალურ სამუშაო წერტილსა და ინვერტორს შორის, რითაც იზრდება ენერგიის გამომუშავება.ეს ტექნიკური უპირატესობები არა მხოლოდ ამცირებს სისტემის ღირებულებას, არამედ ზრდის სისტემის საიმედოობას.ამავდროულად, სტრიქონებს შორის დაინერგება „ბატონ-მონის“ კონცეფცია, ასე რომ სისტემას შეუძლია დააკავშიროს ფოტოელექტრული სიმების რამდენიმე ჯგუფი ერთმანეთთან და დაუშვას ერთი ან რამდენიმე მათგანის მუშაობა იმ პირობით, რომ ენერგიის ერთ სტრიქონს არ შეუძლია შექმნას. მუშაობს ერთი ინვერტორული., რითაც გამოიმუშავებს მეტ ელექტროენერგიას.

უახლესი კონცეფცია არის ის, რომ რამდენიმე ინვერტორი ქმნის "გუნდს" ერთმანეთთან "მასტერ-მონის" კონცეფციის ნაცვლად, რაც სისტემის საიმედოობას კიდევ უფრო წინ აქცევს.ამჟამად დომინირებს ტრანსფორმატორის გარეშე სიმებიანი ინვერტორები.

3. მიკრო ინვერტორი

ტრადიციულ PV სისტემაში, თითოეული სიმებიანი ინვერტორის DC შეყვანის ბოლო სერიულად არის დაკავშირებული დაახლოებით 10 ფოტოელექტრული პანელით.როდესაც 10 პანელი სერიულად არის დაკავშირებული, თუ ერთი კარგად არ მუშაობს, ეს სტრიქონი დაზარალდება.თუ ერთი და იგივე MPPT გამოიყენება ინვერტორის მრავალჯერადი შეყვანისთვის, ყველა შეყვანა ასევე დაზარალდება, რაც მნიშვნელოვნად შეამცირებს ენერგიის გამომუშავების ეფექტურობას.პრაქტიკულ გამოყენებაში, სხვადასხვა ოკლუზიური ფაქტორები, როგორიცაა ღრუბლები, ხეები, ბუხარი, ცხოველები, მტვერი, ყინული და თოვლი იწვევს ზემოხსენებულ ფაქტორებს და სიტუაცია ძალიან ხშირია.მიკრო-ინვერტორის PV სისტემაში თითოეული პანელი დაკავშირებულია მიკრო ინვერტორთან.როდესაც ერთ-ერთი პანელი კარგად ვერ მუშაობს, მხოლოდ ეს პანელი დაზარალდება.ყველა სხვა PV პანელი იმუშავებს ოპტიმალურად, რაც მთლიან სისტემას უფრო ეფექტურს გახდის და მეტ ენერგიას გამოიმუშავებს.პრაქტიკულ გამოყენებაში, სიმებიანი ინვერტორის გაუმართაობის შემთხვევაში, ეს გამოიწვევს რამდენიმე კილოვატი მზის პანელის ფუნქციონირებას, ხოლო მიკრო-ინვერტერის გაუმართაობის გავლენა საკმაოდ მცირეა.

4. დენის ოპტიმიზატორი

ენერგიის ოპტიმიზატორის დაყენებამ მზის ენერგიის გამომუშავების სისტემაში შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს კონვერტაციის ეფექტურობა და გაამარტივოს ინვერტორის ფუნქციები ხარჯების შესამცირებლად.მზის ენერგიის გამომუშავების ჭკვიანი სისტემის რეალიზებისთვის, მოწყობილობის ენერგიის ოპტიმიზატორს შეუძლია მართლაც აიძულოს თითოეული მზის ელემენტი შეასრულოს თავისი საუკეთესო შესრულება და ნებისმიერ დროს აკონტროლოს ბატარეის მოხმარების სტატუსი.დენის ოპტიმიზატორი არის მოწყობილობა ელექტროენერგიის გამომუშავების სისტემასა და ინვერტორს შორის და მისი მთავარი ამოცანაა შეცვალოს ინვერტორის ორიგინალური ოპტიმალური სიმძლავრის წერტილის თვალთვალის ფუნქცია.ენერგიის ოპტიმიზატორი ახორციელებს ძალზე სწრაფად ოპტიმალური სიმძლავრის წერტილების თვალთვალის სკანირებას ანალოგიით მიკროსქემის გამარტივებით და ერთი მზის ელემენტი შეესაბამება ენერგიის ოპტიმიზატორს, ასე რომ, თითოეულ მზის ელემენტს შეუძლია მიაღწიოს ოპტიმალურ სიმძლავრის წერტილს, გარდა ამისა, ბატარეის სტატუსი შეიძლება იყოს მონიტორინგი ხდება ნებისმიერ დროს და ნებისმიერ ადგილას საკომუნიკაციო ჩიპის ჩასმით და პრობლემის დაუყოვნებლივ შეტყობინება, რათა შესაბამისმა პერსონალმა შეძლოს მისი შეკეთება რაც შეიძლება მალე.

ფოტოელექტრული ინვერტორის ფუნქცია

ინვერტორს აქვს არა მხოლოდ DC-AC კონვერტაციის ფუნქცია, არამედ აქვს მზის ელემენტის მაქსიმალური მუშაობის და სისტემის ხარვეზებისგან დაცვის ფუნქცია.შეჯამებისთვის, არის ავტომატური მუშაობისა და გამორთვის ფუნქციები, მაქსიმალური სიმძლავრის თვალთვალის კონტროლის ფუნქცია, ანტი-დამოუკიდებელი მუშაობის ფუნქცია (ქსელთან დაკავშირებული სისტემისთვის), ძაბვის ავტომატური რეგულირების ფუნქცია (ქსელთან დაკავშირებული სისტემისთვის), DC გამოვლენის ფუნქცია (ქსელისთვის - დაკავშირებული სისტემა), DC დამიწების გამოვლენის ფუნქცია (ქსელთან დაკავშირებული სისტემებისთვის).აქ არის მოკლე შესავალი ავტომატური მუშაობისა და გამორთვის ფუნქციებისა და მაქსიმალური სიმძლავრის თვალთვალის კონტროლის ფუნქციის შესახებ.

(1) ავტომატური მუშაობა და გაჩერების ფუნქცია

დილით მზის ამოსვლის შემდეგ მზის გამოსხივების ინტენსივობა თანდათან იზრდება და მზის ელემენტის გამომუშავებაც იზრდება.როდესაც ინვერტორისთვის საჭირო გამომავალი სიმძლავრე მიიღწევა, ინვერტორი ავტომატურად იწყებს მუშაობას.ექსპლუატაციაში შესვლის შემდეგ, ინვერტორი მუდმივად აკონტროლებს მზის ელემენტის მოდულის გამომუშავებას.სანამ მზის ელემენტის მოდულის გამომავალი სიმძლავრე აღემატება ინვერტორის მუშაობისთვის საჭირო გამომავალ სიმძლავრეს, ინვერტორი გააგრძელებს მუშაობას;ის გაჩერდება მზის ჩასვლისას, თუნდაც მოღრუბლული და წვიმიანი იყოს.ინვერტორს ასევე შეუძლია მუშაობა.როდესაც მზის უჯრედის მოდულის გამომავალი მცირდება და ინვერტორის გამომავალი 0-ს მიუახლოვდება, ინვერტორი შექმნის ლოდინის მდგომარეობას.

(2) მაქსიმალური სიმძლავრის თვალთვალის კონტროლის ფუნქცია

მზის ელემენტის მოდულის გამომუშავება იცვლება მზის გამოსხივების ინტენსივობისა და თავად მზის უჯრედის მოდულის ტემპერატურის მიხედვით (ჩიპის ტემპერატურა).გარდა ამისა, ვინაიდან მზის ელემენტის მოდულს აქვს დამახასიათებელი თვისება, რომ ძაბვა მცირდება დენის მატებასთან ერთად, არსებობს ოპტიმალური სამუშაო წერტილი, სადაც მაქსიმალური სიმძლავრის მიღებაა შესაძლებელი.იცვლება მზის გამოსხივების ინტენსივობა და, ცხადია, იცვლება ოპტიმალური სამუშაო წერტილიც.ამ ცვლილებებთან დაკავშირებით, მზის ელემენტის მოდულის ოპერაციული წერტილი ყოველთვის არის მაქსიმალურ სიმძლავრის წერტილში და სისტემა ყოველთვის იღებს მაქსიმალურ სიმძლავრეს მზის ელემენტის მოდულიდან.ეს კონტროლი არის მაქსიმალური სიმძლავრის თვალთვალის კონტროლი.მზის ენერგიის სისტემებისთვის ინვერტორების ყველაზე დიდი მახასიათებელია ის, რომ მათში შედის მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილის თვალთვალის ფუნქცია (MPPT).