Come realizzare inverter per sistemi off grid
Come scegliere gli inverter per sistemi off grid
Per i sistemi di generazione di energia fotovoltaica off-grid, l'efficienza dell'inverter influenzerà direttamente l'efficienza dell'intero sistema. Pertanto, la tecnologia di controllo dell'inverter nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica ha un importante significato di ricerca. Nella progettazione degli inverter vengono solitamente utilizzati metodi di controllo analogico. Tuttavia, ci sono molti difetti nei sistemi di controllo analogici, come l'invecchiamento e gli effetti di deriva termica dei componenti, la sensibilità alle interferenze elettromagnetiche e l'uso di un gran numero di componenti. Il tipico sistema di controllo dell'inverter PWM analogico utilizza il metodo di campionamento naturale per confrontare l'onda di modulazione sinusoidale con l'onda portante triangolare per controllare l'impulso di trigger. Tuttavia, il circuito di generazione dell'onda triangolare è vulnerabile alle interferenze derivanti dalla temperatura, dalle caratteristiche del dispositivo e da altri fattori ad alta frequenza (20kHz), con conseguente offset CC nella tensione di uscita, aumento del contenuto armonico, modifica del tempo morto e altri effetti negativi. Lo sviluppo di processori di segnale digitale (DSP) ad alta velocità ha reso possibile il controllo digitale degli inverter nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica. Poiché la maggior parte delle sue istruzioni possono essere completate in un ciclo di istruzioni, può realizzare algoritmi di controllo avanzati più complessi, migliorare ulteriormente le prestazioni dinamiche e costanti della forma d'onda di uscita e semplificare la progettazione dell'intero sistema, in modo che il sistema abbia una buona coerenza .
L'inverter è un circuito elettronico di potenza in grado di convertire la corrente continua proveniente da un array di celle solari in corrente alternata per alimentare carichi CA. È un componente chiave dell’intero sistema di generazione di energia solare. L'inverter solare off grid ha due funzioni fondamentali: da un lato fornisce energia per completare la conversione CC/CA in carico CA e dall'altro trova il punto di lavoro migliore per ottimizzare l'efficienza del sistema solare fotovoltaico. Per specifici tipi di radiazione solare, temperatura e celle solari, i sistemi solari fotovoltaici hanno una tensione e una corrente ottimali uniche, consentendo al sistema di generazione di energia fotovoltaica di emettere la massima potenza. Pertanto, vengono proposti i seguenti requisiti di base per gli inverter nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica off-grid:
1) L'inverter deve avere una struttura circuitale ragionevole, una rigorosa selezione dei componenti e varie funzioni di protezione, come protezione dall'inversione di polarità CC in ingresso, protezione da cortocircuito in uscita CA, surriscaldamento, protezione da sovraccarico, ecc.
2) Dispone di un'ampia gamma di adattamenti della tensione di ingresso CC. A causa della variazione della tensione terminale della cella solare con il carico e l'intensità della luce solare, sebbene la batteria abbia un effetto di bloccaggio sulla tensione della cella solare, la tensione della batteria fluttua con i cambiamenti nella capacità rimanente e nella resistenza interna della cella solare. batteria, soprattutto quando invecchia, l'intervallo di variazione della tensione del terminale è ampio, come in una batteria da 12 V. La tensione del terminale può variare tra 10 V e 16 V, il che richiede che l'inverter garantisca il normale funzionamento entro un ampio intervallo di tensione di ingresso CC e garantire che la tensione di uscita CA sia stabile entro l'intervallo di tensione richiesto dal carico.
3) L'inverter dovrebbe ridurre al minimo le fasi intermedie della conversione dell'energia elettrica per risparmiare sui costi e migliorare l'efficienza.
4) Gli inverter dovrebbero avere un'elevata efficienza. A causa dell'attuale prezzo elevato delle celle solari, per massimizzare l'utilizzo delle celle solari e migliorare l'efficienza del sistema, è necessario migliorare l'efficienza degli inverter.
5) Gli inverter dovrebbero avere un'elevata affidabilità. Attualmente, i sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica fuori rete sono utilizzati principalmente in aree remote e molti sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica fuori rete sono senza personale e mantenuti. Ciò richiede che l'inverter abbia un'elevata affidabilità.
6) La tensione di uscita dell'inverter ha la stessa frequenza e ampiezza della tensione di rete domestica, adatta per carichi elettrici generali.
7) Nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica off-grid di capacità medio-grande, l'uscita dell'inverter dovrebbe essere un'onda sinusoidale con bassa distorsione. A causa dell'utilizzo dell'alimentazione a onda quadra in sistemi di capacità medio-grande, l'uscita conterrà più componenti armoniche e armoniche più elevate genereranno perdite aggiuntive. Molti sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica off-grid sono caricati con apparecchiature di comunicazione o strumentali, che hanno elevati requisiti di qualità dell'energia. Per gli inverter nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica off-grid, ci sono due requisiti per una forma d'onda di uscita di alta qualità: in primo luogo, elevata precisione in stato stazionario, compresi piccoli valori THD, e nessuna differenza statica di fase e ampiezza tra il componente fondamentale e il riferimento forma d'onda; Il secondo è una buona prestazione dinamica, che significa una rapida regolazione in caso di disturbi esterni e piccoli cambiamenti nella forma d'onda di uscita.
