太阳能逆变器的特点
其实太阳能逆变器是太阳能交流发电系统的一部分,与太阳能电池板、充电控制器、和蓄电池共同组成,是必不可少的一种电源转换装置,问问古瑞瓦特吧。
导语:时至今日,光伏产品已经凭借着其巨大的优势,占据着很大的市场,人们也开始去关注、了解光伏产品。下面小编为大家介绍一种非常重要的光伏产品——太阳能逆变器。希望这篇文章可以为大家补充一下知识。
太阳能逆变器概述
太阳能逆变器是一种能够将太阳能蓄电池中的直流电改变为交流电的装置。“逆变”指的是将直流电改变电流性质转化为交流电的过程。而太阳能逆变器的工作电路必须是一个全桥电路,通过在全桥电路中的一系列的滤波、调制,改变了电流的负载与电性,达到使用者预期的,目的。这就是太阳能逆变器的主要的工作。
我们生活中常见的太阳发电系统主要由四部分构成,分别是太阳能电池板、充电控制器、太阳能逆变器和蓄电池。太阳能电池板是提供直流电的装置,能够将太阳能转化为电能;充电控制器主要负责控制转化能量;太阳能逆变器则是将电池板的直流电转化为交流电,以供蓄电池的存储、蓄电池主要是将交流电存储起来,以供人们的使用。可以说,太阳能逆变器是整个太阳能发电系统中承上启下的装置,如果没有逆变器的话,就无法获得交流电。
太阳能逆变器的特点
太阳能逆变器的主要特点是集中逆变与组串逆变。我们能够想到,太阳能发电系统的规模一般都是非常大的。如果采用的是一个太阳能电池板对应一个逆变器的话,就会造成资源的浪费,很不切合实际。因此在实际的生产中,太阳能逆变器都是对所有电池板所发出的直流电进行集中化的逆变,将其转化为交流电。因此太阳能逆变器的规模一般是要适应电池板的规模,所以,单个的太阳能逆变器显然是无法满足这个要求的,这就造成了太阳能逆变器的另一个特点,常常是组串使用。
太阳能逆变器的功能
事实上,太阳能逆变器的功能不仅仅是能够进行逆变,它还有下面两项非常重要的作用。其一,太阳能逆变器能够对主机的工作与停止进行控制。众所周知,太阳的光照在每天的各个时刻是不一样的,逆变器能够根据太阳光的强弱进行不同速率的运转,日落或者阴雨天气的时侯就会自动停止工作,这能够对太阳能发电系统起到一定的保护作用。再者就是它有着最大功率跟踪节制的功能,能够通过对辐射强度的感应,自动对其功率作出调整,使太阳能发电系统能够正常运转。
由于建筑的多样性,势必导致太阳能电池板安装的多样性,为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观,这就要求我们的逆变器的多样化,来实现最佳方式的太阳能转换. 组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器。组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1kW-5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳工作点
与逆变器不匹配的情况,从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本,也增加了系统的可靠性。同时,在组串间引入“主-从”的概念,使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下,将几组光伏组串联系在一起,让其中一个或几个工作,从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”的概念,使得系统的可靠性又进了一步。 太阳能逆变器的效率指由于对可再生能源的需求,太阳能逆变器 (光电逆变器) 的市场正在不断增长。而这些逆变器需要极高的效率和可靠性。对这些逆变器中采用的功率电路进行了考察,并推荐了针对开关和整流器件的最佳选择。光电逆变器的一般结构如图1所示,有三种不同的逆变器可供选择。太阳光照射在通过串联方式连接的太阳能模块上,每一个模块都包含了一组串联的太阳能电池(Solar Cell)单元。太阳能模块产生的直流 (DC) 电压在几百伏的数量级,具体数值根据模块阵列的光照条件、电池的温度及串联模块的数量而定。
这类逆变器的首要功能是把输入的 DC电压转换为一稳定的值。该功能通过升压转换器来实现,并需要升压开关和升压二极管。在第一种结构中,升压级之后是一个隔离的全桥变换器。全桥变压器的作用是提供隔离。输出上的第二个全桥变换器是用来从第一级的全桥变换器的直流DC变换成交流 (AC) 电压。其输出再经由额外的双触点继电器开关连接到AC电网网络之前被滤波,目的是在故障事件中提供安全隔离及在夜间与供电电网隔离。第二种结构是非隔离方案。其中,AC交流电压由升压级输出的DC电压直接产生。第三种结构利用功率开关和功率二极管的创新型拓扑结构,把升压和AC交流产生部分的功能整合在一个专用拓扑中尽管太阳能电池板的转换效率非常低,让逆变器的效率尽可能接近100% 却非常重要。在德国,安装在朝南屋顶上的3kW串联模块预计每年可发电2550 kWh。若逆变器效率从95% 增加到 96%,每年便可以多发电25kWh。而利用额外的太阳能模块产生这25kWh的费用与增加一个逆变器相当。由于效率从95% 提高到 96% 不会使到逆变器的成本加倍,故对更高效的逆变器进行投资是必然的选择。对新兴设计而言,以最具成本效益地提高逆变器效率是关键的设计准则。至于逆变器的可靠性和成本则是另外两个设计准则。更高的效率可以降低负载周期上的温度波动,从而提高可靠性,因此,这些准则实际上是相关联的。模块的使用也会提高可靠性。 图1所示的所有拓扑都需要快速转换的功率开关。升压级和全桥变换级需要快速转换二极管。此外,专门为低频 (100Hz) 转换而优化的开关对这些拓扑也很有用处。对于任何特定的硅技术,针对快速转换优化的开关比针对低频转换应用优化的开关具有更高的导通损耗。
升压级一般设计为连续电流模式转换器。根据逆变器所采用的阵列中太阳能模块的数量,来选者使用600V还是1200V的器件。功率开关的两个选择是MOSFET和 IGBT。一般而言,MOSFET比IGBT可以工作在更高的开关频率下。此外,还必须始终考虑体二极管的影响:在升压级的情况下并没有什么问题,因为正常工作模式下体二极管不导通。MOSFET的导通损耗可根据导通阻抗RDS(ON)来计算,对于给定的MOSFET系列,这与有效裸片面积成比例关系。当额定电压从600V 变化到1200V时,MOSFET的传导损耗会大大增加,因此,即使额定RDS(ON) 相当,1200V的 MOSFET也不可用或是价格太高。
对于额定600V的升压开关,可采用超结MOSFET。对高频开关应用,这种技术具有最佳的导通损耗。TO-220封装、RDS(ON) 值低于100毫欧的MOSFET和采用TO-247封装、RDS(ON) 值低于50毫欧的MOSFET。对于需要1200V功率开关的太阳能逆变器,IGBT是适当的选择。较先进的IGBT技术,比如NPT Trench 和 NPT Field Stop,都针对降低导通损耗做了优化,但代价是较高的开关损耗,这使得它们不太适合于高频下的升压应用。
在旧有NPT平面技术的基础上开发了一种可以提高高开关频率的升压电路效率的器件FGL40N120AND,具有43uJ/A的EOFF ,比较采用更先进技术器件的EOFF为80uJ/A,但要获得这种性能却非常困难。FGL40N120AND器件的缺点在于饱和压降VCE(SAT) (3.0V 相对于125ºC的 2.1V) 较高,不过它在高升压开关频率下开关损耗很低的优点已足以弥补这一切。该器件还集成了反并联二极管。在正常升压工作下,该二极管不会导通。然而,在启动期间或瞬变情况下,升压电路有可能被驱使进入工作模式,这时该反并联二极管就会导通。由于IGBT本身没有固有的体二极管,故需要这种共封装的二极管来保证可靠的工作。对升压二极管,需要Stealth™ 或碳硅二极管这样的快速恢复二极管。碳硅二极管具有很低的正向电压和损耗。在选择升压二极管时,必须考虑到反向恢复电流 (或碳硅二极管的结电容) 对升压开关的影响,因为这会导致额外的损耗。在这里,新推出的Stealth II 二极管 FFP08S60S可以提供更高的性能。当VDD=390V、 ID=8A、di/dt=200A/us,且外壳温度为100ºC时,计算得出的开关损耗低于FFP08S60S的参数205mJ。而采用ISL9R860P2 Stealth 二极管,这个值则达225mJ。故此举也提高了逆变器在高开关频率下的效率。 MOSFET全桥滤波之后,输出桥产生一个50Hz的正弦电压及电流信号。一种常见的实现方案是采用标准全桥结构 (图2)。图中若左上方和右下方的开关导通,则在左右终端之间加载一个正电压;右上方和左下方的开关导通,则在左右终端之间加载一个负电压。对于这种应用,在某一时段只有一个开关导通。一个开关可被切换到PWM高频下,另一开关则在50Hz低频下。由于自举电路依赖于低端器件的转换,故低端器件被切换到PWM高频下,而高端器件被切换到50Hz低频下。这应用采用了600V的功率开关,故600V超结MOSFET非常适合这个高速的开关器件。由于这些开关器件在开关导通时会承受其它器件的全部反向恢复电流,因此快速恢复超结器件如600V FCH47N60F是十分理想的选择。它的RDS(ON) 为73毫欧,相比其它同类的快速恢复器件其导通损耗很低。当这种器件在50Hz下进行转换时,无需使用快速恢复特性。这些器件具有出色的dv/dt和di/dt特性,比较标准超结MOSFET可提高系统的可靠性。
另一个值得探讨的选择是采用FGH30N60LSD器件。它是一颗饱和电压VCE(SAT) 只有1.1V的30A/600V IGBT。其关断损耗EOFF非常高,达10mJ ,故只适合于低频转换。一个50毫欧的MOSFET在工作温度下导通阻抗RDS(ON) 为100毫欧。因此在11A时,具有和IGBT的VCE(SAT) 相同的VDS。由于这种IGBT基于较旧的击穿技术,VCE(SAT) 随温度的变化不大。因此,这种IGBT可降低输出桥中的总体损耗,从而提高逆变器的总体效率。FGH30N60LSD IGBT在每半周期从一种功率转换技术切换到另一种专用拓扑的做法也十分有用。IGBT在这里被用作拓扑开关。在较快速的转换时则使用常规及快速恢复超结器件。对于1200V的专用拓扑及全桥结构,前面提到的FGL40N120AND是非常适合于新型高频太阳能逆变器的开关。当专用技术需要二极管时,Stealth II、Hyperfast™ II 二极管及碳硅二极管是很好的解决方案。
太阳能逆变器的特点
若逆变器效率从95% 增加到 96%,每年便可以多发电25kWh。而利用额外的太阳能模块产生这25kWh的费用与增加一个逆变器相当。由于效率从95% 提高到 96% 不会使到逆变器的成本加倍,故对更高效的逆变器进行投资是必然的选择。对新兴设计而言,以最具成本效益地提高逆变器效率是关键的设计准则。至于逆变器的可靠性和成...
阳光110的逆变器是多少伏的啊?
阳光110的逆变器电压是220伏的
光伏逆变器与一般逆变器的主要区别是什么?
一般逆变器: 输出波形的要求可能根据特定应用而异,一些应用对电力质量的要求可能较为宽松。连接到电网的能力:光伏逆变器: 具有功能将太阳能系统产生的电能与电网连接,将多余的电能注入电网或从电网获取能量的能力。一般逆变器: 可以用于与电网连接,但可能没有光伏逆变器在这方面的专门功能。
爱庞德太阳能逆变器有什么特点?
6、超强带负载能力,可带空调、电机等感性负载。
逆变器有哪些用途逆变器有什么特点
二、逆变器的特点 1. 电能转换:逆变器的核心功能是实现直流电到交流电的转换,这一过程对于许多电气设备来说是必不可少的。2. 效率损耗:在直流电转换为交流电的过程中,由于电子器件的特性等各方面原因,总会有一定的电能损耗。3. 输出稳定性:逆变器的输出交流电需要保持稳定,以适应不同的负载需求...
古瑞瓦特的家用太阳能逆变器是什么驱动方式?好用吗?优点是?
古瑞瓦特家用太阳能逆变器的驱动方式属于气动式,非常好用,特点优势特点是:一、较高的效率 太阳能电池的价格偏高,为了**限度的利用太阳能电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率;二、较高的可靠性 目前光伏电站系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器有合理的电路结构,...
太阳能逆变器简介
太阳能逆变器的特点 太阳能逆变器的主要特点是集中逆变与组串逆变。我们能够想到,太阳能发电系统的规模一般都是非常大的。如果采用的是一个太阳能电池板对应一个逆变器的话,就会造成资源的浪费,很不切合实际。因此在实际的生产中,太阳能逆变器都是对所有电池板所发出的直流电进行集中化的逆变,将其...
什么是光伏逆变器
摘要:光伏逆变器(PVinverter或solarinverter)可以将光伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡(BOS)之一,可以配合一般交流供电的设备使用。下面来了解一下光伏逆变器的知识!一...
太阳能光伏逆变器有哪些技术指标
对于包含电机之类的负载,如洗衣机、电冰箱等,由于其电机最佳频率工作点为50Hz,频率过高或者过低都会造成设备发热,降低系统运行效率和使用寿命,所以太阳能逆变器的输出频率应是一个相对稳定的值,通常为工频50Hz,正常工作条件下其偏差应在&Plusmn;l%以内。4.负载功率因数 表征逆变器带感性负载或容性...
太阳能逆变器的功能作用
当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便构成待机形态。2、最大功率跟踪节制功用 太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件本身温度(芯片温度)而转变的。别的因为太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特征,因而存在能获取最大功率的最佳任务点。太阳辐射强度是转变着的,明显...