หลักการและการประยุกต์ใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

ข้อกำหนดของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับการจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์

ระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้เอาต์พุตไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วยสี่ส่วน: แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวควบคุมการชาร์จและการจ่ายไฟ แบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ (โดยทั่วไป ระบบผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดสามารถประหยัดแบตเตอรี่ได้) และอินเวอร์เตอร์เป็นส่วนประกอบหลัก โซลาร์เซลล์มีข้อกำหนดที่สูงกว่าสำหรับอินเวอร์เตอร์:

1. ต้องการประสิทธิภาพสูง เนื่องจากโซลาร์เซลล์มีราคาสูงในปัจจุบัน เพื่อที่จะให้มีการใช้โซลาร์เซลล์ให้เกิดประโยชน์สูงสุดและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ จึงจำเป็นต้องพยายามปรับปรุงประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์

2. ต้องมีความน่าเชื่อถือสูง ปัจจุบันระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้ในพื้นที่ห่างไกล และโรงไฟฟ้าหลายแห่งไม่ได้รับการดูแลและบำรุงรักษา สิ่งนี้ต้องการให้อินเวอร์เตอร์มีโครงสร้างวงจรที่เหมาะสม การเลือกส่วนประกอบที่เข้มงวด และต้องการให้อินเวอร์เตอร์มีฟังก์ชั่นการป้องกันที่หลากหลาย เช่น การป้องกันการเชื่อมต่อขั้ว DC อินพุต การป้องกันการลัดวงจรของเอาต์พุต AC ความร้อนสูงเกินไป การป้องกันการโอเวอร์โหลด ฯลฯ

3. แรงดันไฟฟ้าอินพุต DC จำเป็นต้องมีการปรับตัวที่หลากหลาย เนื่องจากแรงดันขั้วของแบตเตอรี่เปลี่ยนแปลงตามโหลดและความเข้มของแสงแดด แม้ว่าแบตเตอรี่จะมีผลกระทบสำคัญต่อแรงดันไฟของแบตเตอรี่ แต่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะผันผวนตามการเปลี่ยนแปลงของความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่และความต้านทานภายใน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่จะแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น แรงดันขั้วของแบตเตอรี่ 12 V สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 10 V ถึง 16 V ซึ่งต้องการให้อินเวอร์เตอร์ทำงานที่ DC ที่ใหญ่กว่า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทำงานปกติภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตและรับรองความเสถียรของแรงดันไฟ AC ขาออก

4. ในระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ความจุปานกลางและขนาดใหญ่ เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ควรเป็นคลื่นไซน์ที่มีการบิดเบือนน้อยกว่า เนื่องจากในระบบที่มีความจุปานกลางและขนาดใหญ่ หากใช้กำลังคลื่นสี่เหลี่ยม เอาต์พุตจะมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกมากกว่า และฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นจะสร้างการสูญเสียเพิ่มเติม ระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมากติดตั้งอุปกรณ์สื่อสารหรือเครื่องมือวัด อุปกรณ์ดังกล่าวมีข้อกำหนดด้านคุณภาพของโครงข่ายไฟฟ้าที่สูงขึ้น เมื่อระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ความจุปานกลางและขนาดใหญ่เชื่อมต่อกับโครงข่าย เพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะทางไฟฟ้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ อินเวอร์เตอร์จะต้องส่งออกกระแสคลื่นไซน์ด้วย

อินเวอร์เตอร์แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ หากแรงดันไฟกระแสตรงต่ำ หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับจะเสริมแรงเพื่อให้ได้แรงดันไฟกระแสสลับมาตรฐานและความถี่ สำหรับอินเวอร์เตอร์ที่มีความจุสูง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าบัส DC สูง เอาต์พุต AC โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 220V ในอินเวอร์เตอร์ที่มีความจุปานกลางและขนาดเล็ก แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงค่อนข้างต่ำ เช่น 12V สำหรับ 24V จะต้องออกแบบวงจรเพิ่ม อินเวอร์เตอร์ความจุขนาดกลางและขนาดเล็กโดยทั่วไปประกอบด้วยวงจรอินเวอร์เตอร์แบบผลักดึง วงจรอินเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์ และวงจรอินเวอร์เตอร์บูสต์ความถี่สูง วงจร Push-pull เชื่อมต่อปลั๊กกลางของหม้อแปลงบูสต์กับแหล่งจ่ายไฟบวก และสองหลอดไฟฟ้า งานสำรอง เอาต์พุตไฟ AC เนื่องจากทรานซิสเตอร์กำลังเชื่อมต่อกับกราวด์ทั่วไป ไดรฟ์และวงจรควบคุมจึงเรียบง่าย และเนื่องจาก หม้อแปลงไฟฟ้ามีการเหนี่ยวนำการรั่วไหล มันสามารถจำกัดกระแสลัดวงจร ดังนั้นจึงปรับปรุงความน่าเชื่อถือของวงจร ข้อเสียคือการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าต่ำและความสามารถในการขับเคลื่อนโหลดอุปนัยไม่ดี
วงจรอินเวอร์เตอร์ฟูลบริดจ์เอาชนะข้อบกพร่องของวงจรผลัก-ดึง ทรานซิสเตอร์กำลังปรับความกว้างพัลส์เอาต์พุต และค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟ AC เอาต์พุตจะเปลี่ยนไปตามนั้น เนื่องจากวงจรมีวงล้ออิสระ แม้สำหรับโหลดแบบอุปนัย รูปคลื่นของแรงดันไฟขาออกจะไม่บิดเบี้ยว ข้อเสียของวงจรนี้คือทรานซิสเตอร์กำลังของแขนส่วนบนและส่วนล่างไม่ได้ใช้ร่วมกับกราวด์ ดังนั้นจึงต้องใช้วงจรไดรฟ์เฉพาะหรือแหล่งจ่ายไฟแยก นอกจากนี้ เพื่อป้องกันการนำทั่วไปของแขนสะพานบนและล่าง ต้องออกแบบวงจรให้ปิดแล้วเปิดใหม่ นั่นคือ ต้องตั้งเวลาตาย และโครงสร้างวงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น

เอาต์พุตของวงจรผลักดึงและวงจรฟูลบริดจ์ต้องเพิ่มหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ เนื่องจากหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพมีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพต่ำ และมีราคาแพงกว่า ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ จึงใช้เทคโนโลยีการแปลงสเต็ปอัพความถี่สูงเพื่อให้เกิดการย้อนกลับ จึงสามารถรับรู้อินเวอร์เตอร์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงได้ วงจรบูสต์สเตจด้านหน้าของวงจรอินเวอร์เตอร์นี้ใช้โครงสร้างแบบผลัก-ดึง แต่ความถี่ในการทำงานสูงกว่า 20KHz หม้อแปลงบูสต์ใช้วัสดุแกนแม่เหล็กความถี่สูง จึงมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา หลังจากการผกผันความถี่สูง มันถูกแปลงเป็นกระแสสลับความถี่สูงผ่านหม้อแปลงความถี่สูง จากนั้นกระแสตรงแรงดันสูง (โดยทั่วไปสูงกว่า 300V) จะได้รับผ่านวงจรกรองวงจรเรียงกระแสความถี่สูง แล้วกลับด้านผ่าน วงจรอินเวอร์เตอร์ความถี่ไฟฟ้า

ด้วยโครงสร้างวงจรนี้ พลังของอินเวอร์เตอร์ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก การสูญเสียที่ไม่มีโหลดของอินเวอร์เตอร์จะลดลงตามลำดับ และปรับปรุงประสิทธิภาพ ข้อเสียของวงจรคือวงจรมีความซับซ้อนและความน่าเชื่อถือต่ำกว่าสองวงจรข้างต้น

วงจรควบคุมวงจรอินเวอร์เตอร์

วงจรหลักของอินเวอร์เตอร์ที่กล่าวถึงข้างต้นทั้งหมดจำเป็นต้องรับรู้โดยวงจรควบคุม โดยทั่วไป มีวิธีการควบคุมสองวิธี: คลื่นสี่เหลี่ยมและคลื่นบวก และคลื่นอ่อน วงจรจ่ายไฟของอินเวอร์เตอร์ที่มีเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมนั้นเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ แต่มีประสิทธิภาพต่ำและมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ . เอาต์พุตคลื่นไซน์เป็นแนวโน้มการพัฒนาของอินเวอร์เตอร์ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีฟังก์ชั่น PWM ก็ออกมาเช่นกัน ดังนั้นเทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์สำหรับเอาต์พุตคลื่นไซน์จึงครบกำหนด

1. อินเวอร์เตอร์ที่มีเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้วงจรรวมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ เช่น SG 3 525, TL 494 เป็นต้น การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าการใช้วงจรรวม SG3525 และการใช้ FET พลังงานเป็นส่วนประกอบพลังงานสวิตชิ่งสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูงและอินเวอร์เตอร์ราคา เนื่องจาก SG3525 มีความสามารถในการขับเคลื่อนความสามารถในการจ่ายไฟได้โดยตรง ความสามารถของ FETs และมีแหล่งอ้างอิงภายในและแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและฟังก์ชั่นการป้องกันแรงดันตก ดังนั้นวงจรต่อพ่วงจึงง่ายมาก

2. วงจรรวมควบคุมอินเวอร์เตอร์ที่มีเอาต์พุตคลื่นไซน์ วงจรควบคุมของอินเวอร์เตอร์ที่มีเอาต์พุตคลื่นไซน์สามารถควบคุมได้โดยไมโครโปรเซสเซอร์ เช่น 80 C 196 MC ที่ผลิตโดย INTEL Corporation และผลิตโดย Motorola Company MP 16 และ PI C 16 C 73 ผลิตโดย MI-CRO CHIP Company เป็นต้น คอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเหล่านี้มีเครื่องกำเนิดสัญญาณ PWM หลายตัว และสามารถตั้งค่าแขนสะพานบนและบนได้ ในช่วงเวลาตาย ให้ใช้ 80 C 196 MC ของบริษัท INTEL เพื่อรับรู้วงจรเอาท์พุตคลื่นไซน์ 80 C 196 MC เพื่อสร้างสัญญาณคลื่นไซน์ให้สมบูรณ์ และตรวจจับแรงดันไฟขาออก AC เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าคงที่

การเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรหลักของอินเวอร์เตอร์

การเลือกส่วนประกอบพลังงานหลักของอินเวอร์เตอร์มีความสำคัญมาก ปัจจุบัน ส่วนประกอบพลังงานที่ใช้มากที่สุด ได้แก่ ทรานซิสเตอร์พลังงานดาร์ลิงตัน (BJT), ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามพลังงาน (MOS-F ET), ทรานซิสเตอร์เกทฉนวน (IGB) T) และสวิตช์เปิดปิดไทริสเตอร์ (GTO) เป็นต้น อุปกรณ์ที่ใช้มากที่สุดในระบบไฟฟ้าแรงต่ำขนาดเล็กที่มีความจุน้อยคือ MOS FET เนื่องจาก MOS FET มีแรงดันตกคร่อมในสถานะที่ต่ำกว่าและสูงกว่า ความถี่ในการเปลี่ยนของ IG BT โดยทั่วไป ใช้ในระบบไฟฟ้าแรงสูงและความจุสูง เนื่องจากความต้านทานในสภาวะของ MOS FET เพิ่มขึ้นตามแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และ IG BT อยู่ในระบบความจุปานกลางมีความได้เปรียบมากกว่า ในขณะที่ระบบความจุขนาดใหญ่พิเศษ (มากกว่า 100 kVA) โดยทั่วไปจะใช้ GTO เป็นส่วนประกอบพลังงาน

• ก่อตั้งปี
  --
• ประเภทธุรกิจ
  --
• ประเทศ / ภูมิภาค
  --
• อุตสาหกรรมหลัก
  --
• ผลิตภัณฑ์หลัก
  --
• บุคคลที่ถูกกฎหมายขององค์กร
  --
• พนักงานทั้งหมด
  --
• มูลค่าการส่งออกประจำปี
  --
• ตลาดส่งออก
  --
• ลูกค้าที่ให้ความร่วมมือ
  --